Un relais statique, ou SSR (Solid State Relay), est un appareil qui remplit le même objectif qu'un relais conventionnel, mais présente certains avantages par rapport à celui-ci, comme vous le verrez dans cet article. Si vous ne vous souvenez pas bien de ce qu'est un relais ou à quoi il sert, vous pouvez également Voir plus d'informations dans cet autre article.
Cela dit, voyons tout ce que vous devez savoir à ce sujet appareil électronique:
Qu'est-ce qu'un relais électromécanique ?
Un relais électromagnétique, souvent simplement appelé relais, est un dispositif électromécanique utilisé pour contrôler un circuit électrique grâce à l'utilisation d'une bobine électromagnétique. Il s’agit essentiellement d’un interrupteur actionné en appliquant ou en supprimant un courant électrique dans la bobine du relais. Lorsque la bobine est alimentée, elle crée un champ magnétique qui attire ou repousse un levier ou un interrupteur à l'intérieur du relais, ouvrant ou fermant les contacts électriques, selon qu'ils sont NC ou NO, comme nous l'avons vu dans l'autre article que je vous recommande. lu au début.
Ces relais sont utilisés dans diverses applications pour exécuter des fonctions telles que commutation de circuits électriques de forte puissance ou isolation électrique entre deux circuits qui fonctionnent avec différents types de courant, tels que DC et AC. Ils sont particulièrement utiles dans les situations où vous devez contrôler un circuit à distance ou lorsque vous souhaitez isoler un circuit de contrôle d'un circuit de puissance plus élevée. Les relais peuvent être trouvés dans une large gamme d'appareils et de systèmes, depuis les appareils électroménagers et industriels jusqu'aux systèmes de contrôle et d'automatisation.
Qu'est-ce qu'un relais statique ?
Un Relais à semi-conducteurs est un dispositif de commutation électronique qui permet la circulation du courant électrique lorsqu'un faible courant est appliqué à ses bornes de commande, ou l'empêche lorsqu'aucun courant n'est appliqué. C'est-à-dire qu'en ce sens, il est très similaire au fonctionnement d'un relais classique.
Ces relais statiques comprennent un capteur qui répond à un signal de commande, un commutateur électronique à semi-conducteurs qui gère le circuit de charge et un mécanisme de couplage qui active le commutateur sans avoir besoin de déplacer des composants mécaniques, comme dans le cas de l'électromagnétique. D'autre part, ces relais peuvent être conçus pour commuter courant alternatif et continu.
Pour que cela soit possible sans pièces mobiles, semi-conducteurs de puissance, tels que les thyristors et les transistors, pour contrôler des courants d'intensité allant jusqu'à plus de 100 ampères. De plus, étant à l'état solide, ils se caractérisent par leur capacité à commuter à des vitesses très élevées, de l'ordre de la milliseconde, par rapport aux relais électromécaniques, et ils ne possèdent pas de contacts mécaniques qui s'usent avec le temps. Cependant, ce ne sont pas tous des avantages, comme nous le verrons plus tard.
Pour l'isolation électrique entre les deux circuits, le signal de commande est couplé au circuit de commande et la plupart des relais statiques utilisent couplage optique. Cela implique que la tension de commande active une LED interne qui éclaire et active une diode photosensible (photovoltaïque), qui, à son tour, contrôle le TRIAC (utilisé en AC), le SCR ou le MOSFET (il y en a généralement un ou plusieurs en parallèle au CC) pour basculer et passer de l’ouvert au fermé ou vice versa…
Avantages et inconvénients du relais statique
Comme vous pouvez l'imaginer, le relais statique a avantage par rapport à un relais électromécanique, tel que :
- Menor tamano.
- Fonctionnement basse tension, avec activation possible à partir de 1,5 V ou moins.
- Comme il ne comprend pas de pièces mobiles, il est totalement silencieux.
- Ils sont plus rapides que les magnétiques, car ils ont des temps de réponse de l'ordre de quelques millisecondes.
- En n'ayant pas de pièces mécaniques qui s'usent ou de contacts qui se détériorent à des courants élevés, ces relais sont plus fiables et durables.
- La résistance de sortie reste constante quelle que soit l'utilisation.
- Connexions sans rebond, évitant les fluctuations de commutation de contact.
- Ils ne produisent pas d'étincelles ni d'arcs électriques pouvant être dangereux dans des environnements inflammables.
- Plus résistant aux chocs, aux vibrations, etc., car il ne comporte aucune pièce mobile susceptible de se briser.
- Ils n'émettent pas d'ondes électromagnétiques qui pourraient provoquer des interférences avec d'autres appareils.
Comme tout, ils ont aussi ses inconvénientscomme:
- Ils émettent de la chaleur à cause de la résistance, ce qui entraîne des pertes.
- La polarité de la sortie peut affecter les relais statiques, ce qui n'arrive pas dans les relais électromécaniques.
- En raison de leur capacité de commutation nettement plus rapide, les relais statiques peuvent subir de fausses commutations en raison de charges transitoires.
- Ils ont tendance à rester en circuit fermé en cas de défaut, tandis que les relais électromécaniques ont tendance à rester à l'état ouvert. Cela peut être positif pour certaines applications, mais pas pour toutes...
applications
Les relais statiques (SSR) peuvent être utilisés dans multitude d'applicationscomme:
- Contrôle de charge en DC et AC, pour contrôler les radiateurs électriques, l'éclairage, les moteurs, les appareils électroménagers, le chauffage, le refroidissement, les pompes à eau pour l'irrigation, etc. Par exemple, ils peuvent être utilisés dans un circuit qui active un ventilateur si la température augmente jusqu'à certains degrés, à l'aide d'un capteur de température.
- Automatisation industrielle. Puisqu'il s'agit de commutateurs commandés par courant, ils peuvent être utilisés dans les systèmes de contrôle industriels pour l'automatisation des machines et des processus.
- Équipements médicaux tels que des appareils IRM, des équipements d'analyse clinique et des systèmes de physiothérapie pour contrôler la puissance et les dispositifs de ces équipements.
- Contrôle de charge résistive et réactive. Les relais statiques sont utiles dans les applications où les charges résistives (telles que les radiateurs) et les charges réactives (telles que les moteurs) doivent être commutées en raison de leur capacité à gérer une grande variété de types de charge.
- Dans les systèmes de transport, comme dans les applications ferroviaires et de transports publics, les SSR sont utilisés pour contrôler les systèmes de signalisation, d'éclairage et de contrôle du trafic.
- Autres…
Où acheter un relais statique ?
Si vous voulez acheter un relais statique, vous pouvez l'acheter pour très peu d'argent dans les magasins spécialisés ou sur des plateformes de vente en ligne comme Amazon :
Utilisez le relais statique avec Arduino
Pour utiliser un relais statique avec Arduino, la connexion est très simple, surtout si vous utilisez un module SSR. Pour connecter ce relais à la carte Arduino, vous devez faire les connexions suivantes:
- DC+ : cette entrée relais est connectée à la connexion 5v de la carte Arduino.
- DC- : Cette autre entrée du relais se connecte à la connexion GND ou masse de la carte Arduino.
- CH1 : s'il s'agit d'un relais statique monocanal, comme celui que nous allons donner en exemple, cette entrée relais sera connectée à une sortie numérique Arduino pour contrôler, par exemple, le D9.
- NO/C : ce sont les sorties du relais statique qui seront connectées à l'appareil que nous voulons contrôler. Par exemple, une ampoule. Tenez compte de la fiche technique du relais que vous achetez, et des limites imposées. Par exemple, certains ne tolèrent qu'une charge de 250V AC et une intensité maximale de 2A, veillez à ne pas la dépasser...
Cela dit, voyons maintenant comment serait-il programmé, en utilisant cet exemple simple de croquis :
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 }
Comme vous pouvez le constater, il s'agit d'un code très simple, vous pouvez donc le modifier et apprendre à utiliser le relais. Dans ce cas nous avons simplement créé une boucle pour que le relais passe constamment d'un état à un autre...