Alles, was Sie über Relais wissen müssen

Was ist ein Relais?

Ein Relais ist ein elektrisch betätigter Schalter. Viele Relais verwenden einen Elektromagneten, um einen Schalter mechanisch zu betätigen, es werden jedoch auch andere Funktionsprinzipien verwendet, beispielsweise Halbleiterrelais. Relais werden verwendet, wenn ein Stromkreis durch ein Signal mit geringer Leistung gesteuert werden muss (mit vollständiger elektrischer Trennung zwischen Steuer- und Regelkreis) oder wenn mehrere Stromkreise durch ein Signal gesteuert werden müssen.

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Schritt 1: Teile & Design eines Relais

BILD:

  1. Relais in seinem Kunststoffgehäuse.
  2. Relais mit einem Schraubendreher vom Gehäuse getrennt.
  3. Teile des Relais.
  4. Relaiskabel, die auf eine Leiterplatte gelötet werden können
  5. Teile des Relais

Entfernen Sie zunächst das Kunststoff- oder PVC-Gehäuse des Relais mit einem Schraubendreher. Sie können das Design und verschiedene Teile des Relais sehen. Die Hauptteile des Relais sind: Anker , Feder, Joch, Kontakte und Spule.


Ein einfaches elektromagnetisches Relais besteht aus einer Drahtspule, die um einen Weicheisenkern gewickelt ist, einem Eisenjoch, das einen Pfad mit geringem Widerstand für den Magnetfluss bereitstellt, einem beweglichen Eisenanker und einem oder mehreren Kontaktsätzen (in dem abgebildeten Relais befinden sich zwei ). Der Anker ist am Joch angelenkt und mechanisch mit einem oder mehreren Sätzen beweglicher Kontakte verbunden. Es wird durch eine Feder an Ort und Stelle gehalten, so dass beim Abschalten des Relais ein Luftspalt im Magnetkreis entsteht. In diesem Zustand ist einer der beiden Kontaktsätze im abgebildeten Relais geschlossen und der andere offen. Andere Relais können je nach Funktion mehr oder weniger Kontaktsätze haben. Das Relais auf dem Bild hat auch einen Draht, der den Anker mit dem Joch verbindet. Dies stellt die Kontinuität des Stromkreises zwischen den beweglichen Kontakten am Anker und der Stromkreisspur auf der Leiterplatte (PCB) über das Joch sicher, das mit der PCB verlötet ist.

Schritt 2: Arbeiten eines Relais

BILD:

  1. Anker & isolierte Relaisspule.
  2. Relais ohne isolierte Spule.
  3. Kontakte des Relais, wenn an den Klemmen des Relais kein Strom anliegt.
  4. Kontakte des Relais, wenn Strom an die Klemmen des Relais angelegt wird.
  5. Frühling des Relais.

Ein einfaches elektromagnetisches Relais besteht aus einer Drahtspule, die um einen Weicheisenkern gewickelt ist, einem Eisenjoch, das einen Pfad mit geringem Widerstand für den Magnetfluss bereitstellt, einem beweglichen Eisenanker und einem oder mehreren Kontaktsätzen (in dem abgebildeten Relais befinden sich zwei ). Der Anker ist am Joch angelenkt und mechanisch mit einem oder mehreren Sätzen beweglicher Kontakte verbunden. Es wird durch eine Feder an Ort und Stelle gehalten, so dass beim Abschalten des Relais ein Luftspalt im Magnetkreis entsteht. In diesem Zustand ist einer der beiden Kontaktsätze im abgebildeten Relais geschlossen und der andere offen. Andere Relais können je nach Funktion mehr oder weniger Kontaktsätze haben. Das Relais auf dem Bild hat auch einen Draht, der den Anker mit dem Joch verbindet. Dies stellt die Kontinuität des Stromkreises zwischen den beweglichen Kontakten am Anker und der Stromkreisspur auf der Leiterplatte (PCB) über das Joch sicher, das mit der PCB verlötet ist.

Wenn ein elektrischer Strom durch die Spule geleitet wird, erzeugt er ein Magnetfeld, das den Anker aktiviert, und die sich daraus ergebende Bewegung des beweglichen Kontakts (der beweglichen Kontakte) stellt eine Verbindung mit einem festen Kontakt her oder unterbricht sie (je nach Konstruktion). Wenn der Kontaktsatz geschlossen wurde, als das Relais stromlos war, öffnet die Bewegung die Kontakte und unterbricht die Verbindung und umgekehrt, wenn die Kontakte geöffnet waren. Wenn der Strom zur Spule abgeschaltet wird, wird der Anker durch eine Kraft, die ungefähr halb so stark ist wie die Magnetkraft, in seine entspannte Position zurückgeführt. Normalerweise wird diese Kraft durch eine Feder bereitgestellt, aber die Schwerkraft wird auch üblicherweise in industriellen Motorstartern verwendet. Die meisten Relais sind für einen schnellen Betrieb ausgelegt. In einer Niederspannungsanwendung reduziert dies das Rauschen; Bei Hochspannungs- oder Stromanwendungen wird der Lichtbogen reduziert. Wenn die Spule mit Gleichstrom erregt wird, wird häufig eine Diode über der Spule angeordnet, um die Energie aus dem kollabierenden Magnetfeld bei Deaktivierung abzuleiten, was andernfalls eine Spannungsspitze erzeugen würde, die für Halbleiterschaltungskomponenten gefährlich ist. Einige Fahrzeugrelais enthalten eine Diode im Relaisgehäuse. Wenn beispielsweise ein Relais in Ihrem Auto schaltet, kann die Spannungsspitze Störungen im Radio verursachen. Wenn Sie eine defekte Batterie haben oder dumm genug sind, diese bei laufendem Motor zu trennen, kann dies die ECU usw. beschädigen.

Schritt 3: Pole & Throw eines Relais

BILD: 1. Schaltungssymbole von Relais. (C bezeichnet das gemeinsame Terminal in SPDT- und DPDT-Typen.)

Da Relais Schalter sind, wird die Terminologie, die auf Schalter angewendet wird, auch auf Relais angewendet. Ein Relais schaltet einen oder mehrere Pole, deren Kontakte durch Erregen der Spule auf eine von drei Arten gewechselt werden können:

Schließerkontakte verbinden den Stromkreis, wenn das Relais aktiviert ist. Der Stromkreis wird getrennt, wenn das Relais inaktiv ist. Es wird auch als Form-A-Kontakt oder "Kontakt" bezeichnet. NO-Kontakte können auch als "Early-Make" oder NOEM unterschieden werden. Dies bedeutet, dass die Kontakte geschlossen werden, bevor der Knopf oder Schalter vollständig eingerückt ist.

Normalerweise geschlossene (NC) Kontakte trennen den Stromkreis, wenn das Relais aktiviert ist. Der Stromkreis ist angeschlossen, wenn das Relais inaktiv ist. Es wird auch als Kontakt der Form B oder "Unterbrechungskontakt" bezeichnet. NC-Kontakte können auch als "Late-Break" oder NCLB unterschieden werden, was bedeutet, dass die Kontakte geschlossen bleiben, bis der Knopf oder Schalter vollständig gelöst ist.

Wechsel- (CO) oder Doppelwurfkontakte (DT) steuern zwei Stromkreise: einen normalerweise offenen Kontakt und einen normalerweise geschlossenen Kontakt mit einer gemeinsamen Klemme. Es wird auch als Form C-Kontakt oder "Transfer" -Kontakt bezeichnet ("break before make"). Wenn diese Art von Kontakt eine "Make before Break" -Funktionalität verwendet, wird sie als Form-D-Kontakt bezeichnet.

Die folgenden Bezeichnungen sind häufig anzutreffen:

SPST - Einpoliger Einzelwurf. Diese haben zwei Klemmen, die verbunden oder getrennt werden können. Einschließlich zwei für die Spule hat ein solches Relais insgesamt vier Anschlüsse. Es ist nicht eindeutig, ob die Stange normalerweise offen oder normalerweise geschlossen ist. Die Terminologie "SPNO" und "SPNC" wird manchmal verwendet, um die Mehrdeutigkeit aufzulösen.

SPDT - Einpoliger Doppelwurf. Ein gemeinsames Terminal ist mit zwei anderen verbunden. Einschließlich zwei für die Spule hat ein solches Relais insgesamt fünf Anschlüsse.

DPST - Doppelpoliger Einzelwurf. Diese haben zwei Klemmenpaare. Entspricht zwei SPST-Schaltern oder Relais, die von einer einzelnen Spule betätigt werden. Einschließlich zwei für die Spule hat ein solches Relais insgesamt sechs Anschlüsse. Die Pole können Form A oder Form B (oder jeweils eine) sein.

DPDT - Doppelpoliger Doppelwurf. Diese haben zwei Reihen von Umschaltklemmen. Entspricht zwei SPDT-Schaltern oder Relais, die von einer einzelnen Spule betätigt werden. Ein solches Relais hat acht Anschlüsse, einschließlich der Spule.

Schritt 4: Umschalt- (CO) oder Doppelwurfrelais (DT)

Ein Umschaltrelais ähnelt einem SPDT-Relais (Single Pole Double Throw).

Um die Funktionsweise eines Wechselrelais zu erklären, habe ich es mit einem SPDT-Relais verglichen.

Eine SPDT-Relaiskonfiguration schaltet einen gemeinsamen Pol auf zwei andere Pole um und wechselt zwischen diesen. Stellen Sie sich ein SPDT-Relais mit einem gemeinsamen Pol 'C' vor und lassen Sie die beiden anderen Pole 'A' bzw. 'B' sein. Wenn die Spule nicht mit Strom versorgt wird (inaktiv), ist der gemeinsame Pol 'C' mit dem Pol 'A' (NC) verbunden und befindet sich in Ruheposition. Wenn das Relais jedoch mit Strom versorgt wird (aktiv), ist der gemeinsame Pol 'C' mit dem Pol 'B' (NEIN) verbunden und befindet sich nicht in Ruheposition. Daher befindet sich nur eine Position in Ruheposition, während in der anderen Position die Spule mit Strom versorgt werden muss.

Schritt 5: Spannungs- und Stromparameter eines Relais

BILD: 1. Spannungs- und Stromparameter des Relais, die im Fall des Relais angegeben sind.

2. Spannungs- und Stromparameter des Relais, die im Fall des Relais angegeben sind.

Die meisten Relais sind in verschiedenen Betriebsspannungen wie 5 V, 6 V, 12 V, 24 V usw. erhältlich. Wenn das Relais mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt wird, wird das Relais aktiviert. Die Betriebsspannung eines Relais liegt im Allgemeinen in Gleichstrom. Kleine Signalrelais und Niederspannungsrelais sind normalerweise in Gleichstrom, aber Netzsteuerrelais und Schütze haben häufig Wechselstromspulen. Die übrigen Klemmen eines Relais werden zum Anschließen von a verwendet Wechselstrom (im Allgemeinen 50/60 Hz) oder Gleichstromkreis. Die Schalt- und Kontaktstifte des Relais haben ihre jeweiligen maximalen Spannungs- und Stromwerte / Parameter. Diese Parameter sind in der Regel auf dem Kunststoff- oder PVC-Gehäuse des Relais angegeben. In den Kontaktbewertungen sind häufig / Dies sind die Zahlen, in denen Sie sich befinden müssen. Allerdings können Sie bei niedrigerer Spannung einen höheren Strom als den angegebenen Wert verwenden. Diese sind jedoch nicht direktional proportional, und das Datenblatt für das Relais sollte konsultiert werden. Wenn ein Relais überlastet ist, kann es durchbrennen und den Stromkreis oder die daran angeschlossenen Geräte beschädigen. Stellen Sie sicher, dass Sie ein Relais wählen, das Ihren Spannungs- und Stromanforderungen gerecht wird, um sicherzustellen, dass die Relaisspule nicht durchbrennt und Ihr Stromkreis nicht beschädigt wird.

Schritt 6: ALTE RELAIS RECYCELN UND WIEDERVERWENDEN

  1. Relais können von jedem alten oder vorhandenen Stromkreis entlötet und auf jedem neuen Stromkreis oder Projekt neu verlötet werden, da die Relais nicht durch übermäßiges Löten verbrannt werden.

2. Die Wicklungen der Spule können in verschiedenen Schaltkreisen als Überbrückungskabel wiederverwendet werden.

3. Die Kontakte und Schrauben, Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben des Relais können ebenfalls wiederverwendet werden.

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