Mengurangi Konsumsi Daya Relai - Menahan Arus Penjemputan Versus: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Sebagian besar relai membutuhkan lebih banyak arus untuk digerakkan pada awalnya daripada yang diperlukan untuk menahan relai setelah kontak ditutup. Arus yang dibutuhkan untuk menahan relai (Holding current) dapat jauh lebih kecil daripada arus awal yang diperlukan untuk menggerakkannya (Arus Pickup). Ini menyiratkan bahwa ada penghematan daya yang cukup besar jika kita dapat merancang rangkaian sederhana untuk mengurangi arus yang disuplai ke relai setelah dinyalakan.

Dalam instruksi ini kami bereksperimen (berhasil) dengan rangkaian sederhana untuk menyelesaikan tugas ini untuk satu model relai 5VDC. Jelas tergantung pada jenis relai, beberapa nilai komponen mungkin harus dimodifikasi, tetapi metode yang dijelaskan harus bekerja untuk sebagian besar relai DC.

Langkah 1: Karakterisasi Relay

Untuk memulai, saya mengukur arus yang dikonsumsi oleh relai pada sejumlah voltase yang berbeda dan juga mencari tahu pada voltase berapa relai akan putus saat voltase diturunkan. Dari sini kita juga dapat mengetahui impedansi kumparan relai pada tegangan yang berbeda menggunakan R = V/I. Itu tetap cukup konstan di sekitar kisaran 137 ohm hingga 123 ohm. Anda dapat melihat hasil saya untuk relay ini di gambar.

Karena relai turun sekitar 0,9 volt atau dengan arus yang mengalir sekitar 6 hingga 7 ma, kita akan bertujuan untuk memiliki sekitar 1,2 volt melintasi koil atau sekitar 9 hingga 10 ma arus yang mengalir dalam keadaan menahan. Ini akan memberikan sedikit margin di atas titik drop out.

Langkah 2: Diagram Sirkuit

Gambar skema terlampir. Cara kerja rangkaian adalah bahwa ketika 5V diterapkan, C1 untuk sementara korsleting dan arus mengalir bebas melalui C1 dan R3 ke dasar Q1. Q1 dihidupkan dan untuk sesaat membuat hubungan pendek di R1. Jadi pada dasarnya kita memiliki 5V yang diterapkan pada koil K1 karena pin 1 dari relai akan hampir mencapai potensial ground karena Q1 dihidupkan untuk sementara waktu.

Pada titik ini relay bekerja. Selanjutnya C1 dikosongkan melalui R2 dan akan habis sekitar 63% setelah 0,1 detik karena 100uF x 1000 ohm memberikan tau 0,1 detik atau konstanta waktu RC. (Anda juga bisa menggunakan kapasitor yang lebih kecil dan nilai resistor yang lebih besar untuk mendapatkan hasil yang sama, misalnya 10uF x 10K ohm). Pada titik tertentu sekitar 0,1 detik setelah rangkaian dinyalakan, Q1 akan mati dan sekarang arus akan mengalir melalui koil relai dan melalui R1 ke ground.

Dari latihan karakterisasi kami, kami tahu bahwa kami ingin arus penahan melalui koil menjadi sekitar 9 hingga 10 ma dan tegangan melintasi koil menjadi sekitar 1,2V. Dari sini kita dapat menentukan nilai R1. Dengan 1.2V melintasi koil, impedansinya sekitar 128 ohm seperti yang juga ditentukan selama karakterisasi. Jadi:

Rkoil = 128 ohmRtotal = 5V/9.5ma = 526 ohm

Rtotal = R1 + RcoilR1 = Rtotal - Rcoil

R1 = 526 - 128 = 398 ohmKita perlu menggunakan nilai standar terdekat yaitu 390 ohm.

Langkah 3: Pembuatan Papan Tempat memotong roti

Rangkaian bekerja dengan baik dengan konstanta waktu 0,1 detik untuk C1 dan R2. Relai bergerak dan langsung terputus saat 5V diterapkan dan dilepas dan terkunci saat 5V diterapkan. Dengan nilai 390 ohm untuk R1 arus penahanan melalui relai adalah sekitar 9,5 ma dibandingkan dengan arus pengambilan terukur 36,6 ma dengan 5V penuh diterapkan ke relai. Penghematan daya sekitar 75% saat menggunakan arus penahan untuk menjaga relai tetap menyala.