سلام دوستان امیدوارم حالتون عالی باشه. در این مقاله نگاهی به مفاهیم و کاربردهای رله (Relay) خواهیم داشت. رله یک کلید اتوماتیک ساده است که مدار را (به صورت الکترونیکی یا مکانیکی) بر اساس سیگنال ورودی آن باز و بسته می کند. رله یک کلید الکترومکانیکی است که از الکترومغناطیس ناشی از جریان یا ولتاژ کوچک برای تغییر جریان یا ولتاژ بالاتر برای وسایل مختلف استفاده می کند. هنگامی که یک رله در حالت Normally Open (NO) باشد، جریانی از آن عبور نمی کند و هنگامی که دو سر بوبین رله برقدار شود، جریان شروع به جریان می کند و می توان گفت که رله در حالت Normally Closed قرار دارد. همچنین باید نگاهی به رابط رله با میکروکنترلر با استفاده از ULN2003 بیندازید.

رله برای کنترل دستگاه های پرقدرت به کمک تجهیزات جریان کوچکی مانند میکروکنترلرها استفاده می شود. هنگامی که یک ولتاژ کوچک (معمولاً از میکروکنترلرها) به سیم پیچ ورودی یک رله اعمال می شود، انرژی می گیرد و خروجی رله موقعیت خود را از NO به NC تغییر می دهد. رله ها همچنین برای اهداف حفاظتی مانند اضافه بار، معکوس، تحت جریان، بیش از جریان و غیره استفاده می شوند.

رله یک کلید اتوماتیک است که مدار را به صورت الکترونیکی باز و بسته می کند. از الکترومغناطیس ناشی از ولتاژ کوچک برای ارائه ولتاژهای بالاتر استفاده می کند. دارای دو کنتاکت اصلی است، یعنی NO (به طور معمول باز) و NC (به طور معمول بسته). هنگامی که ولتاژ ورودی در سیم پیچ آن اعمال می شود، NC به NO و NO به NC تغییر می کند. هنگامی که ولتاژ ورودی برای بوبین تامین می شود، می گوییم که رله برق دارد. چندین ویژگی دارد به عنوان مثال می توان از آن برای تغییر ولتاژ کوچکتر به بالاتر استفاده کرد. اما نمی توان از آن در دستگاه های مصرف برق استفاده کرد. طیف وسیعی از کاربردها را دارد. می توان از آن در لوازم خانگی، مدارهای الکترونیکی که نیاز به حفاظت وجود دارد، رباتیک برای کنترل موتورهای آن برای حرکت مناسب و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد. یک رله نوعی در شکل زیر نشان داده شده است.

1-پایه های رله:

رله در مجموع پنج (5) پین با عملکردهای جداگانه دارد.

سه پین در یک طرف پکیج آن قرار دارند.

دو پین دیگر در سمت مخالف پکیج قرار دارند.

تمامی این پین ها در جدول ارائه شده در شکل زیر ارائه شده اند.

نمودار پیکربندی پایه ها در شکل زیر نشان داده شده است.

2. توصیف پایه های رله

هر پایه عملکردهای مختلفی برای انجام دارد.

تمام این توضیحات پایه ها در جدول نشان داده شده در شکل زیر آمده است.

3. ساختار داخلی رله

ساختار داخلی هر وسیله الکترونیکی منجر به درک بهتر اصول کار آن می شود.

ساختار داخلی رله در شکل زیر نشان داده شده است.

4. پایه بندی رله

اگر می خواهید در مورد پیکربندی پین هر دستگاه الکترونیکی بدانید، باید به نمودار پایه بندی آن نگاهی بیندازید.

نمودار پایه بندی به ما کمک می کند تا تنظیمات پایه را به روشی بهتر درک کنیم.

نمودار پایه بندی رله در شکل زیر نشان داده شده است.

5. اصول کار رله

رله بر اساس یک اصل بسیار ساده کار می کند.

در ابتدا وقتی تغذیع بوبین رله تامین نمی شود در اینصورت کنتاکت رله در حالت عادی باز است.

هنگامی که رله در شرایط عادی برقدار می شود، کنتاکت آن بسته خواهد شد.

هنگامی که تغذیه سیم پیچ آن تامین می شود، سیم پیچ انرژی می گیرد و از وضعیت باز به حالت بسته و حالت بسته به حالت عادی باز می شود.

اگر بخواهیم دستگاهی را از طریق رله از طریق یک نرم افزار کنترل کنیم، باید این دستگاه را به ترمینال باز آن (NO) متصل کنیم.

هنگامی که تغذیه بوبین رله برقرار می شود، آن دستگاه برای عملکرد مناسب روشن می شود.

اصول کار رله را می توان از تصاویری که در شکل زیر نشان داده شده است فهمید.

همانطور که قبلاً گفتم، وقتی برق را برای بوبین رله تامین می کنیم، کنتاکت معمولی بسته حالت خود را به کنتاکت معمولی باز تغییر می دهد و بالعکس.

توضیح مرحله فوق در شکل زیر آورده شده است.

از شکل بالا می بینید که کنتاکت بسته به کنتاکت معمولی باز تغییر یافته است.

نحوه درایو یک رله به صورت زیر است:

دیود موازی شده با رله، دیود هرزگرد یا فلای ویل یا چرخ طیار نام دارد. نقش این دیود در تخلیه سریع ذخیره شده در بوبین رله است و به این صورت عمل می کند که در هنگام روشن شدن ترانزیستور، بوبین رله برقدار شده و کنتاکت رله از حالت NO به NC منتقل می شود. اگر فرمان قطع برای ترانزیستور صادر شود آنگاه جریان کلکتور قطع می شود اما از آنجاییکه از قبل در بوبین انرژی ذخیره شده و طبق خاصیت سلفی و قانون لنز که بوبین با قطع جریان مخالفت می کند این دیود را قرار می دهیم تا جریان در دیود سریعاً تخلیه شده و یک حلقه بسته را تشکیل دهد و رله سریعاً قطع شود.

6. عملکرد رله

رله دارای سه عملکرد اساسی است.

تمام این سه عملمرد در جدول ارائه شده در شکل زیر ارائه شده است.

کنترل تهویه مطبوع (برای محدود کردن و کنترل بار قدرت بسیار بالا) نمونه هایی از کنترل روشن/خاموش رله است.

کنترل حد شامل کنترل سرعت موتور (برای جدا کردن آن در صورت حرکت کند یا سریعتر از سرعت مورد نظر).

تجهیزات تست نمونه ای از عملیات منطقی است که دستگاه را به شماره ای خاص متصل می کند. 

7. انواع رله

این بخش بر روی انواع اصلی رله‌هایی که این روزها معمولاً استفاده می‌شوند تمرکز خواهد کرد.

انواع مختلفی از رله وجود دارد.

انواع رله در جدول ارائه شده در شکل زیر فهرست شده است.

رله الکترومغناطیسی از اجزای مغناطیسی، الکتریکی و مکانیکی تشکیل شده است. دارای سیم پیچ عملیاتی و کنتاکت های مکانیکی است. هنگامی که منبع ACیا DCاعمال می شود، کنتاکت های مکانیکی آن یا باز یا بسته می شوند. یک رله الکترومغناطیسی در شکل زیر نشان داده شده است.

رله حالت جامد(Solid State) از اجزای حالت جامد تشکیل شده است. برای انجام عملیات سوئیچینگ بدون هیچ گونه حرکتی در قطعات آن استفاده می شود. بهره آن از رله های الکترومغناطیسی بیشتر است زیرا به توان کم در ورودی نیاز دارد و توان بالایی را در خروجی ارائه می دهد. رله حالت جامد در شکل زیر نشان داده شده است.

رله هیبریدی (Hybrid) از قطعات الکترونیکی و رله های الکترومغناطیسی تشکیل شده است. بخش ورودی آن شامل مدارهای الکترونیکی است که وظایف اصلاح را انجام می دهد. قسمت خروجی آن از رله الکترومغناطیسی تشکیل شده است. رله هیبریدی در شکل زیر نشان داده شده است.

رله حرارتی (Thermal) بر اساس یک اصل بسیار ساده بر اساس اثر گرما کار می کند، یعنی افزایش دمای محیط یک موقعیت کنتاکت رله را به موقعیت دیگر تغییر می دهد. این نوع رله بیشتر برای اهداف حفاظت از موتور استفاده می شود. این رله شامل سنسورهای دما و عناصر کنترل است. رله حرارتی در شکل زیر نشان داده شده است.

رله رید (Reed) دارای دو نوار مغناطیسی می باشد. این نوارها به reed نی معروفند. اینها با یک لوله شیشه ای مهر و موم شده اند. Reed به عنوان تیغه و همچنین آرمیچر عمل می کند. وقتی میدان مغناطیسی روی سیم پیچ اعمال می شود. دور لوله می پیچد و Reed شروع به حرکت می کند تا عملیات سوئیچینگ را انجام دهد. رله های Reed در شکل زیر آورده شده است.

8. کاربردهای رله

رله در زندگی واقعی کاربرد وسیعی دارد.

برخی از کاربردهای اصلی در جدول نشان داده شده در شکل زیر آورده شده است.

رله همچنین می تواند در بردهای رله برای کنترل موتورهای DCیا پله ای استفاده شود.

یک رله می تواند یک دستگاه را کنترل کند، زیرا ماژول دو رله دارای دو رله است بنابراین می تواند دو دستگاه را به طور همزمان کنترل کند.

ماژول دو رله ای در شکل زیر نشان داده شده است.

ریموت تلویزیون نمونه دیگری از کاربردهای رله است.

ریموت تلویزیون در شکل زیر نشان داده شده است.


رله همچنین می تواند در ربات های متحرک برای کنترل صحیح حرکت آنها استفاده شود.

تصاویر مرتبط در شکل زیر آورده شده است.