Tabla de contenido:
- Paso 1: caracterizar el relé
- Paso 2: el diagrama del circuito
- Paso 3: construcción de la placa de pruebas
Video: Reducción del consumo de energía del relé: retención frente a corriente de arranque: 3 pasos
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41
La mayoría de los relés requieren más corriente para activarse inicialmente de lo que se requiere para mantener el relé encendido una vez que los contactos se han cerrado. La corriente requerida para mantener el relé encendido (corriente de retención) puede ser sustancialmente menor que la corriente inicial requerida para activarlo (corriente de arranque). Esto implica que puede haber un ahorro de energía considerable si podemos diseñar un circuito simple para reducir la corriente suministrada a un relé una vez que se ha encendido.
En este instructable experimentamos (con éxito) con un circuito simple para realizar esta tarea para un modelo de relé de 5VDC. Obviamente, dependiendo del tipo de relé, es posible que algunos valores de los componentes deban modificarse, pero el método descrito debería funcionar para la mayoría de los relés de CC.
Paso 1: caracterizar el relé
Para empezar, medí la corriente consumida por el relé en varios voltajes diferentes y también averigüé a qué voltaje caería el relé cuando se redujera el voltaje. A partir de esto, también podemos calcular la impedancia de la bobina del relé a diferentes voltajes usando R = V / I. Permanece bastante constante en aproximadamente el rango de 137 ohmios a 123 ohmios. Puedes ver mis resultados para este relevo en la imagen.
Debido a que el relé se cae a aproximadamente 0,9 voltios o con aproximadamente 6 a 7 ma de corriente fluyendo, nuestro objetivo es tener aproximadamente 1,2 voltios a través de la bobina o aproximadamente 9 a 10 ma de corriente fluyendo en el estado de retención. Esto le dará un pequeño margen por encima del punto de abandono.
Paso 2: el diagrama del circuito
Se adjunta una imagen del esquema. La forma en que funciona el circuito es que cuando se aplican 5 V, C1 es momentáneamente un cortocircuito y la corriente fluye libremente a través de C1 y R3 hacia la base de Q1. Q1 se enciende y momentáneamente pone un cortocircuito en R1. Entonces, esencialmente, tenemos 5V aplicados a la bobina K1, ya que el pin 1 del relé estará casi a potencial de tierra debido a que Q1 se enciende momentáneamente por completo.
En este punto se activa el relé. El siguiente C1 se descarga a través de R2 y se descargará aproximadamente un 63% después de 0,1 segundos porque 100 uF x 1000 ohmios dan una constante de tiempo de tau o RC de 0,1 segundos. (También puede usar un condensador más pequeño y un valor de resistencia más grande para obtener el mismo resultado, por ejemplo, 10uF x 10K ohmios). En algún momento, alrededor de 0,1 segundos después de que se haya encendido el circuito, Q1 se apagará y ahora la corriente fluirá a través de la bobina del relé y a través de R1 a tierra.
De nuestro ejercicio de caracterización sabemos que queremos que la corriente de retención a través de la bobina sea de alrededor de 9 a 10 ma y el voltaje a través de la bobina sea de alrededor de 1,2 V. A partir de esto, podemos determinar el valor de R1. Con 1,2 V a través de la bobina, su impedancia es de aproximadamente 128 ohmios, como también se determina durante la caracterización. Entonces:
R bobina = 128 ohmios Rtotal = 5V / 9.5ma = 526 ohmios
Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil
R1 = 526-128 = 398 ohmios Necesitamos usar el valor estándar más cercano de 390 ohmios.
Paso 3: construcción de la placa de pruebas
El circuito funciona bien con una constante de tiempo de 0,1 segundos para C1 y R2. El relé se activa y desactiva inmediatamente cuando se aplican y quitan 5V y se engancha cuando se aplican 5V. Con un valor de 390 ohmios para R1, la corriente de retención a través del relé es de aproximadamente 9,5 ma en contraposición a la corriente de captación medida de 36,6 ma con los 5 V completos aplicados al relé. El ahorro de energía es aproximadamente del 75% cuando se usa la corriente de retención para mantener el relé encendido.
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