Reducció del consum d'energia del relé: retenció contra corrent de captació: 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

La majoria de relés requereixen més corrent per accionar-se inicialment del que es necessita per mantenir el relé un cop tancats els contactes. El corrent necessari per mantenir el relé activat (corrent de retenció) pot ser substancialment inferior al corrent inicial necessari per accionar-lo (corrent de captació). Això implica que hi pot haver un estalvi d’energia considerable si podem dissenyar un circuit senzill per reduir el corrent subministrat a un relé un cop s’hagi encès.

En aquest instructable experimentem (amb èxit) amb un circuit senzill per realitzar aquesta tasca per a un model de relé de 5VDC. Viouslybviament, segons el tipus de relé, és possible que s’hagin de modificar alguns valors de components, però el mètode descrit hauria de funcionar per a la majoria de relés de CC.

Pas 1: caracteritzeu el relé

Per començar, vaig mesurar el corrent consumit pel relé a diverses tensions diferents i també vaig saber a quina tensió cauria el relé quan es reduïa la tensió. A partir d’això també podem esbrinar la impedància de la bobina del relé a diferents voltatges mitjançant R = V / I. Es manté bastant constant aproximadament entre els 137 i els 123 ohms. Podeu veure els meus resultats per a aquest relleu a la imatge.

Com que el relé cau a uns 0,9 volts o amb aproximadament 6 a 7 ma de corrent, intentarem tenir uns 1,2 volts a través de la bobina o uns 9 a 10 ma de corrent que flueixi en estat de retenció. Això donarà una mica de marge per sobre del punt d'abandonament.

Pas 2: el diagrama del circuit

S'adjunta una imatge de l'esquema. La manera com funciona el circuit és que quan s'aplica 5V, C1 és momentàniament un curtcircuit i el corrent flueix lliurement a través de C1 i R3 cap a la base de Q1. Q1 està activat i momentàniament fa un curtcircuit a través de R1. De manera que, essencialment, hem aplicat 5V a la bobina K1 ja que el pin 1 del relé tindrà gairebé un potencial de terra a causa que Q1 està momentàniament totalment engegat.

En aquest punt s'actua el relé. Les següents C1 es descarreguen a través de R2 i es descarregaran aproximadament el 63% després de 0,1 segons perquè 100uF x 1000 ohms donen una constant de temps de 0,1 segons tau o RC. (També podeu utilitzar un condensador més petit i un valor de resistència més gran per obtenir el mateix resultat, per exemple, 10uF x 10K ohms). En algun moment, al voltant de 0,1 segons després d’encendre el circuit, Q1 s’apagarà i ara el corrent passarà per la bobina del relé i passarà per R1 fins a terra.

Del nostre exercici de caracterització sabem que volem que el corrent de retenció a través de la bobina sigui d’entre 9 i 10 ma el voltatge a la bobina sigui d’uns 1,2V. A partir d’això podem determinar el valor de R1. Amb 1,2V a través de la bobina, la seva impedància és d’uns 128 ohms, tal com també es determina durant la caracterització. Tan:

Bobina = 128 ohms Total = 5V / 9,5ma = 526 ohms

Rtotal = R1 + Rcoil R1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohms Hem d’utilitzar el valor estàndard més proper de 390 ohms.

Pas 3: construcció de taulers de pa

El circuit funciona bé amb una constant de temps de 0,1 segons per a C1 i R2. El relé s'activa i es desactiva immediatament a mesura que s'aplica i elimina 5V i es bloqueja quan s'aplica 5V. Amb un valor de 390 ohms per R1, el corrent de retenció a través del relé és d'aproximadament 9,5 ma en comparació amb el corrent de captació mesurat de 36,6 ma amb els 5V complets aplicats al relé. L'estalvi d'energia és d'aproximadament un 75% quan s'utilitza el corrent de retenció per mantenir el relé encès.