ממסר עשה זאת בעצמך מצב מוצק: הוראות הרכבה וטיפים לחיבור
ממסר מצב מוצק (SSR) הוא מכשיר מסדרה של רכיבים אלקטרוניים שאינם מכניים.היעדר מכניקה פותח הזדמנויות נוספות לחובבי האלקטרוניקה ליצור ממסר של מצב מוצק במו ידיהם לשימוש אישי.
הבה נשקול אפשרות זו ביתר פירוט.
תוכן המאמר:
עיצוב ועיקרון הפעולה של TTR
בעוד שרוב מוצרי האלקטרוניקה הללו מכילים באופן מסורתי חלקים נעים של קבוצות מגע, לממסר של מצב מוצק אין חלקים כאלה כלל. מיתוג מעגל על ידי מעגל המכשיר מתבצע על פי העיקרון של מפתח אלקטרוני. ואת התפקיד של מפתחות אלקטרוניים ממלאים בדרך כלל מוליכים למחצה המובנים בגוף הממסר - טרנזיסטורי כוח, טריאקים, תיריסטורים.
לפני שתנסה ליצור ממסר במצב מוצק בעצמך, זה הגיוני להכיר את העיצוב הבסיסי של מכשירים כאלה ולהבין את עקרון הפעולה שלהם.
כחלק ממחקר מעמיק של המכשיר, יש להדגיש מיד את ההיבטים המועילים של TTP:
- מיתוג של עומס רב עוצמה;
- מהירות מיתוג גבוהה;
- בידוד גלווני אידיאלי;
- יכולת להחזיק עומסי יתר גבוהים לזמן קצר.
בין מבנים מכניים, ממש לא ניתן למצוא ממסר בעל פרמטרים דומים. באופן כללי, היתרונות של ממסרי מצב מוצק ביחס למקביליהם המכניים מתבטאים ברשימה מרשימה.
תנאי ההפעלה של TSR למעשה אינם מגבילים את השימוש במכשירים אלה. בנוסף, היעדר חלקים מכניים נעים משפיע לטובה על חיי השירות של המכשירים. אז יש כל סיבה להתחיל לעבוד על ממסר מצב מוצק - להרכיב את המכשיר בעצמך.
עם זאת, למען ההגינות, לצד ההיבטים החיוביים, כדאי לשים לב למאפיינים של הממסר, המאופיינים כחסרונות. לפיכך, להפעלת מכשירים רבי עוצמה, ככלל, נדרש רכיב עיצוב נוסף, שנועד להסיר חום.
רדיאטורי קירור לממסרי מצב מוצק הם בעלי ממדים כלליים גדולים פי כמה מהממדים של ממסרי מצב מוצק, מה שמפחית את הנוחות והרציונליות של ההתקנה.
התקני TSR במהלך הפעולה (במצב סגור) נותנים זרם דליפה הפוך ומציגים מאפיין זרם-מתח לא ליניארי. לא ניתן להשתמש בכל ממסרי המצב המוצק ללא הגבלות במאפיינים של המתחים המתחלפים.
סוגים מסוימים של מכשירים נועדו להחליף זרם ישר בלבד. הכנסת ממסרי מצב מוצק למעגל בדרך כלל דורשת אמצעים נוספים שמטרתם לחסום אזעקות שווא.
לעתים קרובות ניתן למצוא ממסרי מצב מוצק באופן כללי לוח חשמל של הדירה.
כיצד פועל ממסר מצב מוצק?
אות הבקרה (בדרך כלל מתח ברמה נמוכה המגיע, למשל, מבקר בקרה) מסופק לנורת ה-LED של צמד האופטו-אלקטרוניים הקיים במעגל SSR. הנורית מתחילה לפלוט אור לעבר הפוטודיודה, שבתורה נפתחת ומתחילה להעביר זרם.
הזרם העובר דרך הפוטודיודה מגיע לאלקטרודת הבקרה של טרנזיסטור המפתח או התיריסטור. המפתח פותח וסוגר את מעגל העומס.
כך פועלת פונקציית המיתוג של המכשיר. כל האלקטרוניקה סגורה באופן מסורתי במארז מונוליטי. למעשה, זו הסיבה שהמכשיר נקרא ממסר מצב מוצק.
אתה יכול לקרוא על איך לחבר ממסר מצב מוצק פנימה החומר הזה.
סוגי מתגי מצב מוצק
ניתן לחלק את כל מגוון המכשירים הקיים לקבוצות על סמך קטגוריית העומס המחובר, תכונות של בקרת מתח ומיתוג.
לפיכך, יהיו בסך הכל שלוש קבוצות:
- מכשירים הפועלים במעגלי DC.
- מכשירים הפועלים במעגלי זרם חילופין.
- עיצובים אוניברסליים.
הקבוצה הראשונה מיוצגת על ידי מכשירים עם פרמטרי מתח הפעלה של 3 - 32 וולט. מדובר במכשירי אלקטרוניקה קטנים יחסית, מצוידים בהתווית LED, המסוגלת לתפקד ללא הפרעה בטמפרטורות של -35 / +75 ºС.
הקבוצה השנייה היא מכשירים המיועדים להתקנה ברשתות מתח חילופין. להלן העיצובים של TSRs להתקנה ברשתות AC, הנשלטות על ידי מתח של 24 - 250 וולט. ישנם מכשירים המסוגלים להחליף עומסי הספק גבוהים.
הקבוצה השלישית היא מכשירים לשימוש אוניברסלי. המעגלים של סוג זה של התקן תומך בתצורה ידנית לשימוש בתנאים מסוימים.
בהתבסס על אופי העומס המחובר, יש להבחין בין שני סוגים של ממסרי מצב מוצק AC: חד פאזי ותלת פאזי. שני הסוגים מיועדים להחלפת עומסים חזקים למדי בזרמים של 10 - 75 A. במקרה זה, ערכי זרם שיא לטווח קצר יכולים להגיע ל-500 A.
העומס המוחלף על ידי ממסרי מצב מוצק יכול להיות מעגלים קיבוליים, התנגדותיים או אינדוקטיביים. עיצובי המתגים מאפשרים שליטה חלקה על, למשל, גופי חימום, מנורות ליבון ומנועים חשמליים ללא רעש מיותר.
אמינות הפעולה גבוהה למדי. אבל במובנים רבים, היציבות והעמידות של ממסרי מצב מוצק תלויות באיכות ייצור המוצר. לפיכך, מכשירים המיוצרים תחת שם מותג מסוים "אימפול" מצוינים לעתים קרובות בחיי השירות הקצרים שלהם.
מצד שני, מוצרי שניידר אלקטריק לא משאירים מקום לביקורת.
איך לעשות TTP במו ידיך?
בהתחשב בתכונת העיצוב של המכשיר (מונולית), המעגל מורכב לא על לוח טקסטוליט, כמקובל, אלא על ידי הרכבה משטחית.
ישנם פתרונות מעגלים רבים בכיוון זה שניתן למצוא. האפשרות הספציפית תלויה בכוח המיתוג הנדרש ובפרמטרים אחרים.
רכיבים אלקטרוניים להרכבת מעגלים
רשימת האלמנטים של מעגל פשוט לפיתוח מעשי ובנייה של ממסר במצב מוצק במו ידיך היא כדלקמן:
- מצמד אופטו מסוג MOS3083.
- טריאק מסוג VT139-800.
- סדרת טרנזיסטור KT209.
- נגדים, דיודת זנר, לד.
כל הרכיבים האלקטרוניים שצוינו מולחמים על ידי הרכבה משטחית לפי התרשים הבא:
הודות לשימוש במצמד האופטו MOS3083 במעגל ייצור אותות הבקרה, מתח הכניסה יכול להשתנות בין 5 ל-24 וולט.
ובשל שרשרת המורכבת מדיודת זנר ומנגד מגביל, הזרם העובר דרך נורית הבקרה מצטמצם למינימום האפשרי. פתרון זה מבטיח חיי שירות ארוכים של נורת הבקרה.
בדיקת פונקציונליות המעגל המורכב
יש לבדוק את פונקציונליות המעגל המורכב. במקרה זה, אין צורך לחבר מתח עומס של 220 וולט למעגל המיתוג באמצעות טריאק. זה מספיק כדי לחבר מכשיר מדידה - בודק - במקביל לקו המעבר הטריאק.
יש להגדיר את מצב המדידה של הבוחן ל- "mOhm" ויש לספק מתח (5-24V) למעגל ייצור מתח הבקרה. אם הכל עובד כשורה, הבוחן אמור להראות הבדל בהתנגדות מ-"mOhm" ל-"kOhm".
בניית גוף מונוליטי
מתחת לבסיס הדיור של ממסר המצב המוצק העתידי, תזדקק לצלחת אלומיניום בעובי 3-5 מ"מ. מידות הצלחת אינן קריטיות, אך חייבות להתאים לתנאים להסרת חום יעילה מהטריאק בעת חימום אלמנט אלקטרוני זה.
פני השטח של צלחת האלומיניום חייבים להיות שטוחים. בנוסף, יש צורך לעבד את שני הצדדים - לנקות בנייר זכוכית עדין ולהבריש.
בשלב הבא, הצלחת המוכנה מצוידת ב"טפסות" - גבול עשוי קרטון עבה או פלסטיק מודבק סביב ההיקף. כדאי לקבל מעין קופסה, שבהמשך תתמלא בשרף אפוקסי.
מעגל ממסר מוצק אלקטרוני המורכב עם "חופה" ממוקם בתוך הקופסה שנוצרה. רק הטריאק מונח על פני השטח של לוח האלומיניום.
אסור שחלקי מעגל או מוליכים אחרים ייגעו במצע האלומיניום. הטריאק מחובר לאלומיניום עם אותו חלק מהבית שמיועד להתקנה על רדיאטור.
יש להשתמש במשחה מוליכת חום על אזור המגע של גוף הטריאק ומצע האלומיניום. יש להתקין כמה מותגים של טריאקים עם אנודה לא מבודדת דרך אטם מיקה.
יש ללחוץ את הטריאק בחוזקה לבסיס עם משקל כלשהו ולמלא בדבק אפוקסי סביב ההיקף או לאבטח בצורה כלשהי מבלי להפריע למשטח החלק של הצד האחורי של המצע (לדוגמה, עם מסמרת).
הכנת התרכובת ומזיגת הגוף
כדי לייצר את הגוף המוצק של מכשיר אלקטרוני, תצטרך להכין תערובת מורכבת. הרכב התערובת מורכב על בסיס שני מרכיבים:
- שרף אפוקסי ללא מקשה.
- אבקת אלבסטר.
הודות לתוספת של בהט, המאסטר פותר שתי בעיות בבת אחת - הוא משיג נפח ממצה של תרכובת המזיגה בצריכה נומינלית של שרף אפוקסי ויוצר מילוי של עקביות אופטימלית.
יש לערבב היטב את התערובת ולאחר מכן להוסיף את המקשה ולערבב שוב היטב. לאחר מכן, ההתקנה "הציר" בתוך קופסת הקרטון ממולאת בקפידה בתרכובת שנוצרה.
המילוי מתבצע עד לרמה העליונה, ומשאיר רק חלק מראש LED הבקרה על פני השטח. בתחילה, פני השטח של המתחם עשויים שלא להיראות חלקים לחלוטין, אך לאחר זמן מה התמונה תשתנה. כל שנותר הוא לחכות שהליהוק יתקשה לחלוטין.
למעשה, ניתן להשתמש בכל פתרון המתאים ליציקה.הקריטריון העיקרי הוא שהרכב היציקה לא צריך להיות מוליך חשמלי, בנוסף צריכה להיווצר מידה טובה של קשיחות יציקה לאחר התמצקות. בית ממסר מוצק יצוק הוא סוג של הגנה על המעגל האלקטרוני מפני נזק פיזי מקרי.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
סרטון זה מראה כיצד ועל בסיס אילו רכיבים אלקטרוניים ניתן ליצור ממסר מצב מוצק. המחבר מדבר בבירור על כל הפרטים של נוהלי ייצור שהוא נתקל בהם באופן אישי במהלך ייצור מתג אלקטרוני:
סרטון על בעיה שאתה עלול להיתקל בה לאחר רכישת SSR חד פאזי ממוכרים מסין. על הדרך הוא עורך מעין סקירה של עיצוב מכשיר המיתוג:
ייצור עצמי של ממסרי מצב מוצק הוא פתרון אפשרי לחלוטין, אבל ביחס למוצרים לעומסי מתח נמוך שצורכים חשמל נמוך יחסית.
קשה ליצור מכשירים חזקים יותר ובעלי מתח גבוה במו ידיך. והמיזם הפיננסי הזה יעלה את אותו הסכום שבו מוערך עותק המפעל. אז, במידת הצורך, קל יותר לקנות מכשיר תעשייתי מוכן.
אם יש לך שאלות לגבי הרכבת ממסר מוצק, אנא שאל אותן בסעיף ההערות, ואנו ננסה לתת להן תשובה ברורה מאוד. שם תוכל לחלוק את החוויה שלך ביצירת ממסרים בעצמך או לספק מידע רב ערך על נושא המאמר.
