ДВУСТАБИЛЬНОЕ РЕЛЕ С САМОБЛОКИРОВКОЙ
В электронике часто используется реле с фиксацией положения, которое поддерживает любое из двух фиксированных состояний даже после снятия управляющего сигнала. Схему его эквивалента мы сейчас и рассмотрим. В основном электромеханические реле бывают двух типов:
- Реле с возвратом контактов – эти реле являются наиболее широко используют там, где лишнее потребление энергии не проблема. Этот тип реле возвращается в исходное состояние после того, как входной сигнал пропадает.
- Реле с блокировкой – эти реле используются в основном в автомобилях или другой специализированной технике.
Большинство реле, которые мы используем сегодня – это одностабильные реле, которые имеют только одно устойчивое состояние. Различают в них НО (нормально открытые) и НЗ (нормально замкнутые) контакты. То есть обычное электромагнитное реле, которое мы чаще всего используем, имеет только одно устойчивое состояние.
В этой схеме будет показано, как используя обычное незапираемое (без самоблокировки) реле, создать полноценное двухпозиционное реле с самоблокировкой, которое питается от внешнего источника напряжения. Можно использовать этот модуль во многих проектах автоматики и управления, например контроль освещением и так далее.
Вот принципиальная схема модуля реле. Её основа – микросхема-таймер NE555, образовывающая 1-битную ячейку памяти. Такой блок реле может управляться либо с помощью кнопки или с помощью логического сигнала 5V через предусмотренные входы.
В схеме разъем J1 нужен для входов и логики управления модуля, а разъем J2 подключен к переключаемым контактам реле. Далее приведено описание контактов для функционирования модуля:
- VCC – 5V DC (можете взять его с USB-порта)
- GND – отрицательное напряжение заземления.
- SET INPUT – напряжение чтобы включить реле.
- RESET INPUT – напряжение чтобы выключить реле.
Обратите внимание: это не полностью самоблокирующееся реле. Как только вы отключите питание, то реле вернется в свое исходное положение и пока питание не подастся снова – продолжит быть в нормально открытом или нормально закрытом состоянии. Классическое реле с самоблокировкой останется в запертом положении даже при отключении питания. То есть оно работает и переключает состояние лишь при подаче питания. Затем снова возвращается в исходное состояние.
Кроме кнопок, этот модуль может управляться с помощью сигналов любого микроконтроллера. Для испытаний подключили реле к модулю беспроводной связи через Wi-Fi смартфона и через специальную программу управляем переключением дистанционно.
Таким образом это двустабильное реле может быть использовано не только для управления обычным электромеханическим реле, но и для управления твердотельным реле. А это обеспечивает широкие возможности и функции данному устройству.
Источник
Триггерная схема на основе реле запоминает свое состояние при сбоях питания
TE Connectivity PB1114-ND PB2024-ND
Эта основанная на электромеханических реле схема может бесконечно долго сохранять свое состояние, даже при выключенном питании. Схема не потребляет энергии, за исключением моментов времени, когда она переключается из одного состояния в другое.
Во множестве вариантов схем управления включением/выключением используется какая-либо разновидность триггера, реагирующая на нажатие кнопки или иное управляющее воздействие. Во всех случаях информация о текущем статусе теряется при выключении питания, поэтому по умолчанию схема устанавливается в состояние «выключено», и иногда такая ситуация даже предпочтительна. Но если ваше устройство должно помнить состояние, в котором оно находилось в момент исчезновения питания, и восстановить это состояние, когда питание появится вновь, может возникнуть проблема.
Ниже описана триггерная схема, запоминающая свое состояние на бесконечное время при выключении питания. Более того, схема не потребляет никакой энергии, кроме коротких интервалов времени, в течение которых она переключается из одного состояния в другое. Поэтому она хорошо подходит для батарейного питания; пара таблеточных литиевых батареек может обеспечить ей годы автономной работы.
В схеме на Рисунке 1 K1 – это 5-вольтовое двухкатушечное поляризованное реле с двухполюсной группой перекидных контактов. Изучив каталоги различных дистрибьюторов, вы сможете найти порядка 70 наименований реле такого типа с напряжениями обмоток от 4.5 до 24 В DC, изготавливаемых четырьмя компаниями и продаваемых по ценам от $3 до $8 за одну штуку. Они хорошо сделаны, герметичны, миниатюрны и, как правило, имеют контакты, рассчитанные на коммутацию тока 2 А при напряжении до 250 В AC.
 | ||
| Рисунок 1. | В таком включении без активных электронных компонентов это двухкатушечное реле работает как триггер-защелка и сохраняет свое состоянии даже при выключении питания. | |
Одна группа контактов (выводы 2, 3 и 4) используется для управления триггером, а другая группа (выводы 7, 8 и 9) доступна для конечного приложения. В показанном на рисунке состоянии конденсатор C1 заряжается до 5 В через резистор R1. Замыкание кнопки S1, разряжая C1 через диод D1 и обмотку K1A, перекидывает контакты реле. Затем C2 заряжается через R1, чтобы ждать следующего нажатия S1, которое разрядит C2 через диод D2 и обмотку K1B, возвращая контакты в исходное состояние.
Схема не отличается высоким быстродействием, которое ограничивается временем переключения контактов реле. Она создавалась преимущественно для ручного управления со скоростью не менее двух переключений в секунду. Поскольку питание подается на катушки лишь кратковременно, схема без повреждений выдерживает перегрузки по напряжению, предельный уровень которого ограничен, в первую очередь, номинальным напряжением конденсатора. При работе от источника питания 12 В схема способна переключаться с любой частотой, с которой вы сможете нажимать на кнопку S1. В то же время, если в каком-то приложении необходимо ограничить скорость, с которой включается и выключается схема, это легко сделать, увеличив сопротивление резистора R1.
Схема некритична к выбору номиналов компонентов. Конденсаторы C1 и C2 должны хранить достаточно энергии, чтобы переключать реле, имеющее время срабатывания 20 мс. Сопротивление резистора R1 должно быть достаточно большим, чтобы за время удерживания S1 в нажатом состоянии напряжение на конденсаторе не превысило 10-20% от напряжения включения реле.
 | ||
| Рисунок 2. | В этом видоизмененном варианте оригинальной схемы используется реле, катушка которого имеет отвод от середины. Коммутируемый ток увеличился в четыре раза. | |
Если необходимо коммутировать ток более 2 А, можно использовать схему на Рисунке 2, адаптированную под вчетверо более крупное и вдвое более дорогое реле, контакты которого выдерживают 8 А при напряжении 250 В. Вместо двух катушек это реле имеет одну с отводом от середины и, соответственно, отличается расположением выводов, что потребовало некоторой переработки печатной платы.
Материалы по теме
Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман
Источник
Управление бистабильным поляризованным реле с двумя обмотками постоянным (логическим) уровнем
Как следует из названия, эти реле имеют два стабильных положения якоря. Это означает, что для перевода реле в другое стабильное состояние, на соответствующую обмотку необходимо подать короткий переключающий импульс. В промежутке между переключающими импульсами реле обесточено и энергии не потребляет.
Это относится к реле с двумя обмотками, существуют поляризованные реле с одной обмоткой. У них для перевода реле в другое стабильное состояние требуется кратковременно подать импульс противоположной полярности. Это требует усложнения схемы (применение Н-моста), и в данной статье не рассматривается.
Общим для всех бистабильных поляризованных реле является то, что это реле импульсные. Т.е. управлять ими нужно короткими импульсами. Подача постоянного напряжения на обмотку импульсного реле в течении достаточно долгого времени способна вывести его из строя. Обычно это зафиксировано в паспорте реле. Импульсное же управление зачастую приводит к неоправданому переусложнению схемы устройства.
Ниже приведен схемотехнический прием для управления импульсным реле постоянным уровнем.
Можно заметить, что элементы DD1 включены по схеме «исключающее ИЛИ-НЕ» с выводами от промежуточных элементов и интегрирующей цепью R1C1 на входе обратной связи. Элемент DD1.4 в работе схемы не участвует и служит только о сигнализации о нештатных (аварийных) ситуациях.
Не буду здесь приводить таблицу истинности элемента «исключающее ИЛИ-НЕ», приложу проект Proteus (XOR-NOT.zip), желающие могут составить ее самостоятельно.
О назначении интегрирующей цепи R1C1. На время переключения контактов реле один вход составного элемента «повисает» в воздухе. Это может привести к неработоспособности схемы или паразитной генерации. Поэтому на время переключения этот вход «исключающее ИЛИ-НЕ» удерживается в предыдущем состоянии за счет инерционности С1. Постоянная времени цепи R1C1 влияет только на время перезарядки через контакты реле. А вот постоянная времени С1+«Входное сопротивление двух логических элементов» должна превышать время переключения контактов. Расчитать его проблематично, нужно подбирать на макетке. Но и завышать его не нужно, от него зависит время токопотребления реле. Нагрузочная способность выходов примененных логических элементов тут не влияет, т.к. зарядка/разрядка конденсатора С1 производится через контакты реле.
О необходимости элемента DD1.4. Он нужен только для генерации сигнала ошибки при неисправности реле. Короткие импульсы на время переключения глазом не фиксируются. Если у вас модуль с одиночным реле, сигнализацию можно сделать так (Рис. 1):
Если же модулей несколько, сигнал ошибки можно обьединить (Рис. 2).
Наглядный пример как это работает в Proteus, на входе логический 0:
Хорошо видно, что в обоих случаях обмотки реле обесточены, токопотребление схемы определяется ничтожным статическим током КМОП микросхемы.
Недостаток данной схемы в требовании применения двухкатушечного бистабильного реле с «лишним» переключающим контактом для обратной связи.
Приложены (примеры для Proteus 7):
Xor-not.zip — учебный пример для понимания логики работы элемента «исключающее ИЛИ-НЕ»;
PLBI_Direct.zip — пример применения бистабильного реле в данной схеме;
P.S.
Схема была применена с реле РПС20 паспорт РС4.521.754 
Аналогичные реле использовались в блоке памяти истребителей МИГ-15, МИГ-17.
P.P.S.
Из двухобмоточного поляризованного реле легко сделать однообмоточное, соединив обмотки последовательно в правильной полярности. Пример (классика), Радио, 1986 г. №8, стр.19. Квазисенсорный сетевой выключатель:
Источник
Arduino.ru
Сохранение состояния реле
Здравствуйте, помогите новичку разобраться. Есть простейший Web сервер на плате Ethernet Shild W5100.
Хочу сделать, что бы при отключении питания сохранялся статус питания на реле (либо вкл. / либо выкл.), что бы при подаче питания состояния реле восстановились. Много гуглил, не могу понять как как правильно применить EEPROM.
Пока что 2 реле (планирую использовать в дальнейшем до 8 релюшик).
Был бы очень благодарен за помощь!
Прямого ответа не имею, но думаю, что нужно разобраться с работой EEPROM на самом примитивном скетче (без других функций), а уже потом будет гораздо проще встроить нужные «плюшки» в то, что приведено выше. Не думаю, что это сложно, т.к. давно это делал на ассеблере, а сейчас с библиотеками должно быть всё проще.
Вообще-то задача элементарна:
1. В setup() вставляете чтение из EEPROM и установку состояния реле.
2. В loop() в каждом месте, где меняете состояние реле, делаете запись а EEPROM.
Otto, там всё проще, чем Вам кажется. Сначала читаете http://arduino.ru/Reference/Library/EEPROM и описание двух функций.
1. Определяете две ячейки(адреса) памяти, например 1 и 2.
2. В моменты получения команд и переключения реле вставляете запись текущего состояния реле в определённую ему ячейку(адрес). То есть после 87-й строки вставляете EEPROM.write(1, 1); , после 92-й строки — EEPROM.write(1, 0);, ну и для второго реле (и адреса 2) аналогично сами додумайте.
3. В функцию setup() после 44-й строки вставляете if ( EEPROM.read(1) )
Otto, там всё проще, чем Вам кажется. Сначала читаете http://arduino.ru/Reference/Library/EEPROM и описание двух функций.
1. Определяете две ячейки(адреса) памяти, например 1 и 2.
2. В моменты получения команд и переключения реле вставляете запись текущего состояния реле в определённую ему ячейку(адрес). То есть после 87-й строки вставляете EEPROM.write(1, 1); , после 92-й строки — EEPROM.write(1, 0);, ну и для второго реле (и адреса 2) аналогично сами додумайте.
3. В функцию setup() после 44-й строки вставляете if ( EEPROM.read(1) )
Спасибо большое, то, что нужно! Я сколько читал на форумах, не мог понять смысл как работает и куда нужно вставлять код чтения/записи EEPROM. Посидел, разобрался в ваших пояснениях, всё получилось. Спасибо!)
Источник