کاهش مصرف برق رله - نگه داشتن در مقابل جریان وانت: 3 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

بیشتر رله ها برای فعال شدن در ابتدا نیاز به جریان بیشتری نسبت به نگه داشتن رله پس از بسته شدن مخاطبین دارند. جریان مورد نیاز برای نگه داشتن رله (جریان نگهدارنده) می تواند به میزان قابل توجهی کمتر از جریان اولیه مورد نیاز برای فعال سازی آن باشد (جریان وانت). این بدان معناست که می توان صرفه جویی قابل ملاحظه ای در مصرف برق داشت اگر بتوانیم یک مدار ساده را طراحی کنیم تا جریان تغذیه یک رله را پس از روشن شدن کاهش دهد.

در این دستورالعمل ما با یک مدار ساده (با موفقیت) آزمایش می کنیم تا این کار را برای یک مدل رله 5VDC انجام دهیم. بدیهی است که بسته به نوع رله ، برخی از مقادیر اجزا باید اصلاح شوند ، اما روش توصیف شده باید برای اکثر رله های DC کار کند.

مرحله 1: مشخصه رله

برای شروع ، جریان مصرفی رله را در تعدادی ولتاژ مختلف اندازه گیری کردم و همچنین فهمیدم که با کاهش ولتاژ ، رله در چه ولتاژی افت می کند. از این طریق می توان امپدانس سیم پیچ رله را در ولتاژهای مختلف با استفاده از R = V/I پی برد. تقریباً در محدوده 137 اهم تا 123 اهم نسبتاً ثابت باقی می ماند. می توانید نتایج من برای این رله را در تصویر مشاهده کنید.

از آنجا که رله در حدود 0.9 ولت یا با جریان جریان در حدود 6 تا 7 مگاپاسکال افت می کند ، هدف ما این است که حدود 1.2 ولت در سراسر سیم پیچ یا حدود 9 تا 10 میلیون جریان جریان در حالت نگهدارنده داشته باشیم. با این کار کمی بیشتر از نقطه خروج حاشیه ایجاد می شود.

مرحله 2: نمودار مدار

تصویری از شماتیک ضمیمه شده است. نحوه عملکرد مدار این است که وقتی 5V اعمال می شود ، C1 لحظه ای یک اتصال کوتاه است و جریان آزادانه از طریق C1 و R3 به پایه Q1 می گذرد. Q1 روشن می شود و لحظه ای اتصال کوتاه را در R1 قرار می دهد. بنابراین در اصل ما 5 ولت به سیم پیچ K1 اعمال کرده ایم زیرا پین 1 رله به دلیل روشن شدن لحظه ای Q1 تقریباً در حالت بالقوه زمین است.

در این مرحله رله فعال می شود. C1 بعدی از طریق R2 تخلیه می شود و 63٪ پس از 0.1 ثانیه تخلیه می شود زیرا 100uF x 1000 اهم 0.1 ثانیه tau یا ثابت زمان RC می دهد. (همچنین می توانید از یک خازن کوچکتر و مقدار مقاومت بزرگتر برای بدست آوردن نتیجه مشابه استفاده کنید مثلا 10uF x 10K اهم). در مقداری 0.1 ثانیه پس از روشن شدن مدار ، Q1 خاموش می شود و اکنون جریان از سیم پیچ رله و از طریق R1 به زمین جریان می یابد.

از تمرین توصیف ما می دانیم که ما می خواهیم جریان نگهدارنده در سیم پیچ حدود 9 تا 10 ma و ولتاژ روی سیم پیچ حدود 1.2 ولت باشد. از این طریق می توانیم مقدار R1 را تعیین کنیم. با 1.2 ولت در سراسر سیم پیچ امپدانس آن در حدود 128 اهم است که در حین مشخصه سازی نیز مشخص شده است. بنابراین:

Rcoil = 128 اهم مجموع = 5 ولت/9.5 مگا = 526 اهم

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 اهم ما باید از نزدیکترین مقدار استاندارد 390 اهم استفاده کنیم.

مرحله 3: ساخت Breadboard

این مدار با ثابت زمان 0.1 ثانیه برای C1 و R2 به خوبی کار می کند. هنگامی که 5 ولت اعمال و برداشته می شود ، رله بلافاصله فعال و خاموش می شود و در صورت استفاده از 5 ولت قفل می شود. با مقدار 390 اهم برای R1 ، جریان نگهدارنده از طریق رله در حدود 9.5 ma در مقایسه با جریان برداشت شده 36.6 ma با جریان کامل 5V روی رله است. هنگام استفاده از جریان نگهدارنده برای روشن نگه داشتن رله ، صرفه جویی در مصرف برق تقریباً 75 است.