ソリッドステートリレー: ソリッドステートリレーとは何か、またどのような利点があるのか

Isaac

7分

ソリッドステートリレー

Un ソリッドステートリレー、またはSSR（ソリッドステートリレー）は、従来のリレーと同じ目的を果たすデバイスですが、この記事で説明するように、リレーよりも優れた点がいくつかあります。 リレーとは何か、または何のためにあるのかよく覚えていない場合は、次のこともできます。 詳細については、この他の記事を参照してください.

そうは言っても、これについて知っておくべきことをすべて見てみましょう 電子機器:

電気機械リレーとは何ですか?

Arduino用リレーモジュール

Un 電磁リレー単にリレーと呼ばれることもある、電磁コイルを使用して電気回路を制御するために使用される電気機械装置です。 これは基本的に、リレーコイルに電流を印加または除去することによって動作するスイッチです。 コイルが通電されると、リレー内のレバーやスイッチを引き寄せたり反発したりする磁界が発生し、NC か NO に応じて電気接点が開閉します。これは、お勧めする他の記事で説明したとおりです。最初に読んでください。

これらのリレーは、次のような機能を実行するためにさまざまなアプリケーションで使用されます。 高電力電気回路のスイッチングまたは電気絶縁 DC と AC など、異なる種類の電流で動作する XNUMX つの回路間で使用されます。 これらは、回路をリモート制御する必要がある場合や、制御回路を高電力回路から分離したい場合に特に役立ちます。 リレーは、家電製品や産業機器から制御システムや自動化システムに至るまで、幅広いデバイスやシステムで使用されています。

ソリッドステートリレーとは何ですか?

ソリッドステートリレー

Un ソリッドステートリレー は、制御端子に微弱な電流が印加されると電流の流れを許可し、電流が印加されない場合は電流の流れを阻止する電子スイッチングデバイスです。 つまり、この意味では従来のリレーの動作と非常に似ています。

これらのソリッド ステート リレーには、制御信号に応答するセンサー、負荷回路を管理する電子ソリッド ステート スイッチ、および電磁の場合のように機械コンポーネントを動かすことなくスイッチを作動させる結合機構が含まれています。 一方、これらのリレーはスイッチングするように設計できます。 AC 電流と DC 電流の両方。

可動部品なしでこれを可能にするために、 パワー半導体サイリスタやトランジスタなど、最大 100 アンペアを超える強度の電流を制御します。 さらに、ソリッドステートであるため、電気機械リレーと比較してミリ秒オーダーの非常に高速でスイッチングできることが特徴であり、時間の経過とともに摩耗する機械的接点がありません。 ただし、後で説明するように、メリットばかりではありません。

XNUMX つの回路間の電気的絶縁のために、制御信号は制御回路に結合され、ほとんどの SSR は 光結合。 これは、制御電圧によって内部 LED が作動し、光感応ダイオード (太陽光発電) が点灯し、それが TRIAC (AC で使用)、SCR または MOSFET (通常、CC に並列に XNUMX つまたは複数あります) を制御することを意味します。切り替えてオープンからクローズへ、またはその逆に移行するには…

ソリッドステートリレーのメリットとデメリット

ご想像のとおり、ソリッドステートリレーには ventajas 次のような電気機械リレーと比較してください。

  • 小さいサイズ。
  • 低電圧動作で1,5V以下から起動可能。
  • 可動部品がないため、完全に静かです。
  • 応答時間はミリ秒であるため、磁気式のものよりも高速です。
  • 大電流で磨耗する機械部品や接点が劣化しないため、これらのリレーはより信頼性と耐久性が高くなります。
  • 出力抵抗は使用に関係なく一定に保たれます。
  • バウンスのない接続により、接点切り替えの変動を回避します。
  • 可燃性環境では危険な火花や電気アークを発生しません。
  • 破損する可能性のある可動部分がないため、衝撃や振動などに強くなります。
  • 他のデバイスに干渉を引き起こす可能性のある電磁波を放出しません。

すべてのものと同様に、彼らも その欠点、のように：

  • 抵抗により熱が発生するため、損失が生じます。
  • 出力の極性はソリッドステートリレーに影響を与える可能性がありますが、電気機械リレーではこのようなことは起こりません。
  • ソリッドステートリレーはスイッチング機能が非常に高速であるため、過渡負荷の結果として誤ったスイッチングが発生する可能性があります。
  • 電気機械式リレーは、故障時に閉回路のままになる傾向がありますが、電気機械式リレーは開状態のままになる傾向があります。 これは一部のアプリケーションではプラスになる可能性がありますが、すべてのアプリケーションではそうではありません...

アプリケーション

ソリッド ステート リレー (SSR) は次の用途に使用できます。 多数のアプリケーション、のように：

  • DC と AC の両方での負荷制御。電気ヒーター、照明、モーター、家電製品、加熱、冷却、灌漑用ウォーター ポンプなどを制御します。 例えば、温度センサーを使用して、温度が一定以上上昇するとファンを作動させる回路に使用できます。
  • 産業自動化。 これらは電流制御スイッチであるため、機械やプロセスの自動化のための産業用制御システムで使用できます。
  • MRI 装置、臨床分析装置、理学療法システムなどの医療機器の電源やデバイスを制御します。
  • 抵抗および無効負荷制御。 ソリッドステートリレーは、さまざまな種類の負荷を処理できるため、抵抗負荷 (ヒーターなど) と無効負荷 (モーターなど) を切り替える必要があるアプリケーションに役立ちます。
  • 鉄道や公共交通機関などの交通システムでは、SSR は信号、照明、交通制御システムの制御に使用されます。
  • その他…

ソリッドステートリレーはどこで購入できますか?

したい場合は ソリッドステートリレーを購入する、専門店や Amazon などのオンライン販売プラットフォームで非常に低価格で購入できます。

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Arduinoでソリッドステートリレーを使用する

Arduino IDE、データ型、プログラミング

Arduino でソリッド ステート リレーを使用する場合、特に SSR モジュールを使用する場合、接続は非常に簡単です。 このリレーを Arduino ボードに接続するには、次のことを行う必要があります。 次の接続を行います:

  • DC+: このリレー入力は Arduino ボードの 5v 接続に接続されます。
  • DC-: リレーのこのもう一方の入力は、Arduino ボードの GND またはグランド接続に接続します。
  • CH1: これから例として挙げるようなシングルチャンネルのソリッドステートリレーの場合、このリレー入力は制御用のArduinoデジタル出力、たとえばD9に接続されます。
  • NO/C: これらは、制御するデバイスに接続されるソリッド ステート リレーの出力です。 たとえば、電球。 購入するリレーのデータシートと課せられた制限を考慮してください。 たとえば、AC 250 V の負荷と最大強度 2 A のみを許容するものもあります。それを超えないように注意してください...

そうは言っても、今度は見てみましょう どのようにプログラムされるのでしょうか、次の簡単なサンプル スケッチを使用します。

const int pin = 9;      //Pin de control del relé en el que lo hayas conectado, en este caso D9.
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);    //Iniciar puerto serie
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Definir pin D9 como salida para el envío de señal.
}
 
void loop()
{
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Poner el D9 en estado alto para activar el relé
  delay(5000);               // Esperar 5 segundos
  digitalWrite(pin, LOW);    // Poner el D9 en estado bajo, para desactivar. 
  delay(5000);               // Esperar 5 segundos
}

ご覧のとおり、これは非常に単純なコードなので、変更してリレーの使用方法を学ぶことができます。 この場合、リレーがある状態から別の状態に常に遷移するようにループを作成しただけです...