جدول المحتويات
مقالنا اليوم عن طريقة توصيل ريليه 12 فولت أو 220 فولت وكيفية تركيب الأسلاك سواء كانت 4 أو 5 أسلاك. وكيفية الاستخدام وتشغيل دارة الريليهات الكهربائية.
إقرأ أيضا: دائرة شحن بطارية 12 فولت
هذا فيديو تعريفي عن الريليه:
دارة توصيل الريليه كمفتاح Relay Switch Circuit
يعتبر الريليه أو الريلاى عنصر كهربائي ميكانيكي يستخدم خواص الحقل الكهرومغناطيسي من أجل فصل ووصل التيار عن الدارة الكهربائية. وبما اننا قلنا أنه عنصر ميكانيكي فضع في حسابك أن التماسات التي بداخله قد تخرب مع الزمن. ومن مميزاته أيضاً أنه يستهلك قدر صغير جدًا من التيار الكهربائي, وبالمقابل يستطيع قيادة أحمال كبيرة كالمحركات والسخانات ودارات الانارة وغيرها.
وبكل الأحوال ما يهمنا في هذا المقال هو فهم مبدأ عمل الريليه وطريقة توصيله المثالية من أجل دارة كهربائية تفصل أو توصل التيار عندما نريد.
صحيح أننا نستطيع بتغذية الريلية بجهد ما والتحكم في عمله في قيادة أحمال كبيرة, إلا أنه عادة لا يتم تغذية الريليه مباشرة, وإنما تتم الاستعانة بالترانزستور من أجل إعطاء الأوامر للريليه الذي بدوره يقوم بفصل ووصل الأحمال الكبيرة عند تلقيه هذه الأوامر من الترانزستور. يمكننا تلخيص الدارة المثالية العامة للريليه كالتالي:
ترانزستور >>> ريليه >>> حمل
توصيل ريليه مع ترانزستور NPN
كما هو موضح في الدارة. يتم التحكم بالترانزستور NPN عن طريق قطب القاعدة B. أما عن قيمة المقاومة الموصولة مع القاعدة (1k) فهي قيمة عامة لأغلب ترانزستورات NPN ثنائية القطبية bipolar. لكن عليك بكل تأكيد دراسة جهد الدخل ومعرفة ربح الترانزستور (beta value) من أجل معرفة التيار الذي تتحمله القاعدة وتقرر بعدها قيمة المقاومة الموصولة على قاعدة الترانزستور.
لاتعرف كيفية هذه الحسابات؟ لا تقلق يمكنك الاستعانة بالمقال التالي: transistor_base_resistor_calculator
عندما تصل الاشارة الكهربائية إلى قاعدة الترانزستور يغلق ويمرر التيار بين المجمع C ,والباعث E ويعمل الريليه.
وقد تتسأل عن وظيفة الديود الموصول مع الريليه. ونجيبك هو من الأهمية بمكان. ولا ننصحك بإهماله على الإطلاق. حيث أن الريليه هو عنصر كهرومغناطيسي ويحتوي بداخله على ملف. وكما تعرف غن الملف هو عنصر خازن للتيار. عند فصل الدارة الكهربائية ينشأ جهد عكسي في الملف وموجة تيار كبيرة تخرب الترانزستور. أي سيتم تفريغ الطاقة المخزنة في الملف في الترانززستور وتؤدي إلى تلفه! وهنا يلعب الديود الدور الهام في إنشاء حلقة لتفريغ هذه الإشارة الكهربائية أو الـspike كما يسمونها.
وللعلم هذا الديود يوضع فقط مع الوشيعة أو ملف الريليه الذي يتم تغذيته بجهد مستمر. لأن الريليهات التي توصل على جهد متناوب يتم حماية الترانزستورات معها بطريقة مختلفة.
في هذه الدارة يالتي درسناها الآن يكون الترانزستور ذو حمل خفيف (ملف الريليه ذو تيار منخفض) ولكن عند الأحمال الأكبر نلجأ إلى وصلة دارلينتون Darlington التي سندرسها في الفقرة التالية.
دارة توصيل ريليه باستخدام وصلة دارلينغتون NPN
وكما تعرف فإن وصلة دارلينتون Darlington تتألف من ترانزستورين وباستخدام وصل قاعدة-باعث Base-Emitter نحصل على ربح عالي بالإضافة إلى تحمل تيار أعلى.
وكما ترى في الصورة فإن الترانزستور الأول TR1 يغذي قاعدة الترانزستور الثاني TR2.
لاحظ وجود المقاومة 100 أوم (ويمكن حتى 1كيلو) الموصولة بين ETR1 و BTR2 لضمان فصل الدارة بشكل نهائي عند الفصل.
ولا تنس ديويد الحماية الذي يسمى flywheel diode من أجل حماية الترانزستور من تيار القوة المحركة الكهربائية العكسية الناشئة من ملف وشيعة الريليه.
توصيل ريليه مع ترانزستور NPN من خلال الباعث Emitter
يمكن وصل الريليه والترانزستور بطريقة Emitter Follower حيث يستمد الريليه تغذيته من الباعث E وتعتبر دارة ذات ممانعة دخل عالية جدا وممانعة دخل منخفضة لتشغيل الريليه. وكالعادة يعمل الترانزستور عند تغذية قاعدة بتيار موجب ويكون تيار الخرج من الباعث.
توصيل الريليه بوصلة دارلينتون مع الباعث
هذه هي نفس طريقة وصل الدارة السابقة مع وصلة دارلينتون حيث نحصل على ربح وتضخيم عالي و باستخدام الترانزستور 2n2222 يمكننا إدارة ريلية ذو استطاعة أكبر وبالتالي أحمال أكبر. ولا يحتاج هنا TR1 سوى لتيار موجب ضئيل جدا ليعمل TR2 وبتيار عالي لأننا نحصل على ربح كبير عبر ضرب قيمتي الربع Beta لكل من الترانزستورين.
توصيل الريليه باستخدام ترانزستور PNP
الآن نأتي وصل الريليه باستخدام الترانزستورات القطبية من نوع PNP. ولا يوجد في حقيقة الأمر فرق في الاستخدام عن وصل ترانزستور NPN سوى بطريقة التوصيل حيث كما ترى في الصورة المبينة يتم تغذية قاعدة الترانزستور بتيار عكسي. فلضمان تدفق التيار ضمن الدارة يجب أن يكون C و B أقل فرق جهد من الباعث E.
وبشرح أدق عندما يكون Vin منخفضاً (أكثر سلبية أو أقل فرق جهد من E) تفتح البوابة B ويتدفق التيار من E إلى B ويكون الترانزستور في حالة عمل ON وبالتالي تعمل الريليه بشكل طبيعي. وعندما يكون Vin في حالة 1 يكون الترانزستور في حالة OFF ولا تعمل الريليه.
يمكن استخدام الدارات المنطقية للتحكم بالترانزستور للوصل والفصل عند حالات معينة أو استخدام دارة حساس ضوئي أو أي مستشعر يعطي إشارة جهد معينة. ويمكن ببساطة استخدام المنبع Vcc نفسه لتجربة الدارة ثم التحكم بالريليه.
بالمثل كما سبق مع ترانزسنور NPN يمكننا وصل ترانزستور PNP بطريقة معاكسة ويجب بكل تأكيد وصل القاعدة بجهد أقل من جهد الباعث E من أجل ضمان تدفق التيار وعمل الترانزستور.
دراة توصيل ريليه مع ترانزستور N-channel MOSFET
والآن نأتي إلى المهم والأهم في دارات الريلية وهو التحكم بها باستخدام ترانزستور موزفت N-channel MOSFET. نعلم أن هذه الترانزستورات تعمل بمجرد تطبيق جهد على بوابتها G. ولا حاجة هنا لحساب التيار. وكل ما علينا هو معرفة جهد فتح الترانزستور (جهد العتبة) Vt ويمكن معرفته من خلال Datasheet الخاص بالترانزستور ويمكن تحميله من الانترنت بمعرفة اسم الترانزستور.
وكما هو موضح في الشكل عندما يكون الجهد على البوابة G منخفضا يكون بالتالي جهد البوابة مع المصدر VGS غير كافي لفتح الترانزستور وبالتالي يكون في حالة OFF. وعندما تأمين جهد يساوي أو يزيد جهد عتبة البوابة Vt يفتح الترانزستور ويمرر التيار من أجل عمل الريليه.
وبالتأكيد لا ننسى أن نوفر لكم دارة وصل الريليه مع ترانزستور من نوع P أو P-channel MOSFET. وطريقة الوصل موضحة في الدارة:
