Comment contrôler un actionneur linéaire avec un relais?

Qu'est-ce qu'un relais?

UNE relais est un interrupteur électromagnétique qui peut être actionné par un courant plus petit pour allumer et éteindre un courant beaucoup plus grand. Les relais se composent de deux circuits isolés, un circuit de commande, utilisé pour contrôler l'interrupteur et l'autre circuit contenant l'interrupteur. Lorsque le circuit de commande est sous tension, le courant circule à travers une bobine qui provoque un champ magnétique qui est utilisé pour ouvrir et fermer l'interrupteur [1]. Ce champ magnétique est produit par le flux d'électrons (courant) à travers un fil [2] et se renforce lorsque le flux d'électrons traverse une bobine [3].

Comment fonctionne un relais De: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html

Les relais étant des interrupteurs, ils sont également définis par leur mode de fonctionnement en fonction du nombre de pôles et de lancers dont il dispose. Le nombre de pôles se réfère au nombre de circuits internes et le nombre de lancers se réfère au nombre de positions sur. Comme les commutateurs, vous pouvez obtenir des relais unipolaires à une seule course (SPST), Double jet double (SPDT), et Double lancer double pôle (DPDT). Les connexions de sortie des relais seront étiquetées selon qu'elles sont ouvertes ou fermées lorsque la bobine est sous tension. La connexion établie lorsque la bobine n'est pas alimentée est appelée normalement fermée (NC) et la connexion établie lorsque la bobine est sous tension est appelée normalement ouverte (NO).

Types de relais  

Que me permettent les relais?

Les relais vous permettent de contrôler une charge électrique plus importante avec un circuit de tension inférieure. Comme les relais se composent de deux circuits isolés, vos composants de tension inférieure seront protégés des charges électriques plus élevées car les deux circuits sont physiquement isolés. Cela supprime tout problème de dépassement des puissances nominales de vos composants à basse tension par rapport aux composants à tension plus élevée. Cela peut être utile lorsque vous souhaitez contrôler un très grand actionneur linéaire ou une série d'actionneurs à basse tension commutateur. Mais contrairement aux commutateurs, les relais ne nécessitent pas d'entrée physique d'un utilisateur et vous permettent de contrôler les systèmes avec un signal électrique. Cela signifie que vous pouvez contrôler votre actionneur linéaire avec une sortie d'un capteur ou avec un microcontrôleur, comme un Arduino.

De quel type de relais ai-je besoin pour contrôler un actionneur linéaire?

Vous ne pouvez pas contrôler un actionneur linéaire directement avec un relais car vous aurez besoin d'un autre composant pour alimenter la bobine afin de contrôler l'interrupteur interne. Mais comme l'entrée pour alimenter la bobine est assez simple, il suffit de conduire un courant à travers la bobine, cette section se concentrera davantage sur la configuration avec un actionneur linéaire et vous laissera les choix sur la façon dont vous souhaitez alimenter la bobine.

Câblage du relais DPDTPour pouvoir étendre et rétracter un actionneur linéaire avec un relais, vous devrez être en mesure de changer la polarité de la tension d'entrée vers l'actionneur. Cela vous laissera le choix entre utiliser un relais DPDT ou utiliser deux relais SPDT. La Relais DPDT se composera de 8 connecteurs; 2 pour la bobine, 4 pour le côté entrée du commutateur et 2 pour le côté sortie du commutateur. Comme avec un commutateur DPDT, vous voudrez soit connecter l'actionneur aux 4 connecteurs d'entrée, en retournant les fils positif et négatif, ou en vous connectant aux 2 connecteurs de sortie et en ayant l'alimentation connectée aux 4 connecteurs d'entrée, en inversant les fils négatifs, comme vu ci-dessus. Comme vous n'utilisez qu'un seul relais, vous n'aurez besoin que d'un seul signal d'entrée pour contrôler le relais. Lorsque la bobine est sous tension, l'actionneur se déploie et lorsque la bobine n'est pas sous tension, l'actionneur se rétracte. Cela signifie qu'il n'y a pas de position d'arrêt et vous obligera à avoir un actionneur linéaire avec des interrupteurs de fin de course internes pour éteindre l'actionneur lorsqu'il atteint ses limites. Avec cette configuration, vous voudrez vous assurer que votre position de départ, qu'elle soit complètement déployée ou complètement rétractée, est connectée à vos connexions NC sur le relais car cela garantira que votre système ne bouge pas de manière inattendue si le système de contrôle tombe en panne et se met hors tension. la bobine. Si vous avez un actionneur linéaire avec des interrupteurs de fin de course internes et que vous avez seulement besoin que l'actionneur soit complètement déployé ou complètement rétracté, cette configuration peut convenir à votre application, mais sinon, vous devrez utiliser une autre configuration.

Configuration du relais DPDT

Si vous avez besoin que votre actionneur linéaire s'arrête entre les positions complètement déployée et complètement rétractée, vous devrez utiliser les deux Relais SPDT configuration. Dans cette configuration, les deux relais sont utilisés pour inverser la polarité de la tension vers l'actionneur linéaire ainsi que pour couper l'alimentation de l'actionneur. Vous voudrez connecter les connexions NC des deux relais à la masse de votre alimentation, car cela garantira que votre actionneur ne bouge pas si votre système de contrôle tombe en panne et met les bobines hors tension. Pour contrôler l'actionneur avec cette configuration, vous devez activer un relais pour étendre l'actionneur et l'autre relais pour se rétracter, comme illustré ci-dessous. Vous devrez vous assurer que les deux bobines ne sont pas sous tension en même temps. Vous pouvez utiliser une configuration similaire avec quatre relais SPST, ayant deux relais pour la connexion à la terre et deux relais pour la connexion d'alimentation, mais il n'y a pas vraiment de raison d'utiliser cette configuration sur la configuration de deux relais SPDT, surtout si vous obtenez un module relais.

 Câblage du relais SPDT

 

Enfin, avant d’acheter le relais de votre choix, vous devrez vous assurer que ses spécifications répondront aux besoins de votre conception. Les relais ont des spécifications similaires à celles des commutateurs mais auront une puissance nominale à la fois pour la bobine et le côté commutateur du relais. Généralement, vous verrez la puissance nominale du commutateur donnée sous forme d'ampérage et de tension en courant alternatif ou continu, à titre d'exemple: 16A 250V AC, et tandis que pour la bobine, elle peut être donnée comme juste une tension, comme vous ne devriez généralement pas ne conduisez pas un courant important à travers la bobine. Comme pour les interrupteurs, ceux-ci sont indiqués sous forme de tension et de courant maximum que le relais peut gérer et doivent être supérieurs à vos tensions et courants de votre application.

Limites

La commande d'un actionneur linéaire avec un relais présente des limitations similaires à la commande d'un actionneur linéaire avec un interrupteur. Premièrement, si vous souhaitez contrôler deux actionneurs séparément, vous devrez utiliser davantage de relais pour ce faire. Vous ne pourrez pas non plus régler la vitesse de votre actionneur linéaire; vous n'aurez le contrôle que sur la direction dans laquelle votre actionneur se déplace. Enfin, vous ne pouvez pas utiliser le retour de votre actionneur, qui pourrait être utilisé pour un positionnement plus précis de l'actionneur.

Bien qu’ils partagent certaines limites, les relais ont deux avantages majeurs par rapport aux interrupteurs mécaniques. Le premier est la possibilité de les contrôler avec des entrées électriques, ce qui vous permet de contrôler vos actionneurs avec des microcontrôleurs ou des capteurs. Deuxièmement, les relais isolent la charge électrique plus lourde de vos composants de basse tension, ce qui les protège. Bien que, les relais ne nécessitent d’avoir un circuit plus complexe pour contrôler votre actionneur linéaire par rapport aux commutateurs; les avantages qu’ils offrent vous permettent d’implémenter plus d’automatisation dans votre conception et vous permettent de contrôler de plus grandes charges électriques.

  1. Woodford, C. (2019, juin). Relais.Extrait de: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
  2. Krantz, D. (2020). Comment fonctionne un relais?Extrait de: https://www.douglaskrantz.com/ElecHowDoesARelayWork.html
  3. Tutoriels électroniques (2020).ÉlectromagnétismeExtrait de: https://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/electromagnetism.html
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