Redusere strømforbruk i relé - holde kontra pickupstrøm: 3 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

De fleste reléer krever mer strøm for å starte først enn det er nødvendig for å holde reléet på når kontaktene er lukket. Strømmen som kreves for å holde reléet på (holde strøm) kan være vesentlig mindre enn den opprinnelige strømmen som kreves for å aktivere den (oppsamlingsstrøm). Dette innebærer at det kan være en betydelig strømbesparelse hvis vi kan designe en enkel krets for å redusere strømmen som tilføres et relé når den er slått på.

I denne instruerbare eksperimenterer vi (vellykket) med en enkel krets for å utføre denne oppgaven for en modell av 5VDC relé. Det er klart at noen komponentverdier må endres, avhengig av relétypen, men metoden beskrevet skal fungere for de fleste DC -releer.

Trinn 1: Karakteriser stafetten

For å starte målte jeg strømmen som ble brukt av reléet ved en rekke forskjellige spenninger og fant også ut med hvilken spenning reléet ville falle ut når spenningen ble senket. Fra dette kan vi også finne ut reléspoleimpedansen ved forskjellige spenninger ved å bruke R = V/I. Den forblir ganske konstant i området 137 ohm til 123 ohm. Du kan se resultatene mine for dette stafetten på bildet.

Fordi reléet faller ut med omtrent 0,9 volt eller med omtrent 6 til 7 ma strøm som strømmer, vil vi sikte på å ha omtrent 1,2 volt over spolen eller omtrent 9 til 10 ma strøm som strømmer i ventetilstanden. Dette vil gi en liten margin over frafallspunktet.

Trinn 2: Kretsdiagrammet

Et bilde av skjemaet er vedlagt. Måten kretsen fungerer på er at når 5V påføres, er C1 kortvarig en kortslutning og strøm strømmer fritt gjennom C1 og R3 inn i basen av Q1. Q1 er slått på og gir kortvarig kortslutning over R1. Så hovedsakelig har vi 5V påført K1 -spolen ettersom pinne 1 på reléet vil ha et nesten bakkepotensial på grunn av at Q1 er slått helt på for øyeblikket.

På dette tidspunktet aktiveres reléet. Neste C1 tømmes gjennom R2 og vil være omtrent 63% utladet etter 0,1 sekunder fordi 100uF x 1000 ohm gir en 0,1 sekunders tau- eller RC -tidskonstant. (Du kan også bruke en mindre kondensator og større motstandsverdi for å få det samme resultatet, f.eks. 10uF x 10K ohm). På et tidspunkt rundt 0,1 sekunder etter at kretsen har blitt slått på, vil Q1 slås av og nå vil strømmen strømme gjennom reléspolen og gjennom R1 til bakken.

Fra karakteriseringsøvelsen vet vi at vi vil at strømmen gjennom spolen skal være rundt 9 til 10 ma og at spenningen over spolen skal være omtrent 1,2V. Fra dette kan vi bestemme verdien av R1. Med 1,2V over spolen er impedansen omtrent 128 ohm som også bestemt under karakterisering. Så:

Rcoil = 128 ohm Total = 5V/9,5ma = 526 ohm

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohm Vi må bruke den nærmeste standardverdien på 390 ohm.

Trinn 3: Breadboard Build

Kretsen fungerer godt med en 0,1 sek tidskonstant for C1 og R2. Reléet aktiveres og kobles ut umiddelbart når 5V påføres og fjernes og låser seg når 5V påføres. Med en verdi på 390 ohm for R1 er holdestrømmen gjennom reléet omtrent 9,5 ma i motsetning til den målte opptaksstrømmen på 36,6 ma med hele 5V på reléet. Strømbesparelser er omtrent 75% når du bruker holdestrømmen for å holde reléet på.