Comment contrôler un actionneur linéaire avec un relais?

Qu'est-ce qu'un relais?

UN relais est un interrupteur électromagnétique qui peut être utilisé par un courant plus petit pour activer et désactiver un courant beaucoup plus important. Les relais se composent de deux circuits isolés, un circuit de commande, utilisé pour contrôler l'interrupteur et l'autre circuit contenant l'interrupteur. Comme le circuit de commande est sous tension, le courant traverse une bobine qui provoque un champ magnétique qui est utilisé pour ouvrir et fermer l'interrupteur [1]. Ce champ magnétique est produit par l'écoulement d'électrons (courant) à travers un fil [2] et est renforcé lorsque le flux d'électrons passe à travers une bobine [3].

Comme les relais sont des commutateurs, ils sont également définis par la façon dont ils fonctionnent en fonction du nombre de pôles et de lancers qu'il a. Le nombre de pôles fait référence au nombre de circuits internes et le nombre de lancers fait référence au nombre de positions. Comme les interrupteurs, vous pouvez obtenir des relais à un seul pole à deux pôles (SPST), Double jet double (Spdt), et Jet à 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 sous tension est appelée normalement fermée (NC) et que la connexion établie lorsque la bobine est sous tension est appelée normalement ouverte (NO).

Que me permettent de faire les relais?

Les relais vous permettent de contrôler une charge électrique plus grande avec un circuit de tension inférieur. 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 toutes les préoccupations de dépasser les cotes de puissance de vos composants de tension inférieure des composants de tension plus élevée. Cela peut être utile lorsque vous souhaitez contrôler un très grand actionneur linéaire ou une série d'actionneurs avec une basse tension changer. Mais contrairement aux commutateurs, les relais ne nécessitent pas d'entrée physique d'un utilisateur et vous permet de contrôler les systèmes avec un signal électrique. Cela signifie que vous pouvez contrôler votre actionneur linéaire avec une sortie d'un capteur ou d'un microcontrôleur, comme un Arduino.

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

Vous ne pouvez pas contrôler directement un actionneur linéaire avec un relais car vous aurez besoin d'un autre composant pour dynamiser la bobine pour contrôler l'interrupteur interne. Mais comme l'entrée pour dynamiser la bobine est assez simple, conduisez simplement un courant à travers la bobine, cette section se concentrera davantage sur la configuration avec un actionneur linéaire et permettra aux choix de savoir comment vous souhaitez dynamiser la bobine.

Pour pouvoir étendre et retirer un actionneur linéaire avec un relais, vous devrez pouvoir changer la polarité de la tension d'entrée à l'actionneur. Cela vous laissera le choix entre l'utilisation d'un relais DPDT ou l'utilisation de deux relais SPDT. Le Relais DPDT se composera de 8 connecteurs; 2 pour la bobine, 4 pour le côté d'entrée du commutateur et 2 sur le côté de sortie du commutateur. Comme avec un commutateur DPDT, vous voudrez soit connecter l'actionneur aux 4 connecteurs d'entrée, renverser les fils positifs et négatifs, soit se connecter aux 2 connecteurs de sortie et avoir l'alimentation connectée aux 4 connecteurs d'entrée, en retournant le positif et Pières négatives, 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, elle provoquera l'étendue de l'actionneur et lorsque la bobine n'est pas sous tension, l'actionneur se rétractera. Cela signifie qu'il n'y a pas de position d'arrêt et vous obligera à avoir un actionneur linéaire avec des commutateurs de limite interne pour éteindre l'actionneur lorsqu'il atteint ses limites. Avec cette configuration, vous voudrez vous assurer que votre position de départ, qu'elle soit entièrement étendue ou entièrement rétractée, est connectée à vos connexions NC sur le relais car cela garantira que votre système ne se déplace pas de façon inattendue si le système de contrôle échoue et se désagrège la bobine. Si vous disposez d'un actionneur linéaire avec des commutateurs de limite interne et que vous exigez uniquement que l'actionneur soit entièrement étendu ou entièrement rétracté, cette configuration peut convenir à votre application, mais sinon, vous devrez utiliser une autre configuration.

Si vous avez besoin que votre actionneur linéaire s'arrête entre les positions entièrement étendues et entièrement rétractées, vous devrez utiliser les deux Relais SPDT configuration. Dans cette configuration, les deux relais sont utilisés pour retourner la polarité de la tension à l'actionneur linéaire ainsi que pour déconnecter la puissance à l'actionneur. Vous voudrez connecter les connexions NC des deux relais à la terre de votre alimentation, car cela garantira que votre actionneur ne bouge pas si votre système de contrôle échoue et désarmera les bobines. Pour contrôler l'actionneur avec cette configuration, vous devrez dynamiser un relais pour étendre l'actionneur et l'autre relais pour se rétracter, comme on le voit 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 du relais SPDT, surtout si vous obtenez un module de relais.

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 aux commutateurs, mais auront une cote d'alimentation pour la bobine et le côté interrupteur du relais. Généralement, vous verrez l'évaluation d'alimentation de l'interrupteur donné sous forme d'ampérage et de tension dans AC ou DC, comme exemple: 16A 250V AC, et bien que pour la bobine, il peut être donné comme une tension, car vous ne devriez généralement pas «Ne conduisent pas un grand courant à travers la bobine. Comme avec les commutateurs, ceux-ci sont donnés comme la tension maximale et le courant que le relais peut gérer et doit être supérieur à vos tensions et courants de votre application.

Limites

Le contrôle d'un actionneur linéaire avec un relais a des limites similaires pour contrôler un actionneur linéaire avec un commutateur. Premièrement, si vous souhaitez contrôler deux actionneurs séparément, vous devrez utiliser plus de relais pour le faire. Vous ne pourrez pas non plus régler la vitesse de votre actionneur linéaire; Vous n'aurez que le contrôle sur la direction dans laquelle votre actionneur voyage. Et enfin, vous ne pouvez pas utiliser les commentaires de votre actionneur, qui pourraient être utilisés pour un positionnement plus précis de l'actionneur.

Bien qu'ils partagent certaines limites, les relais présentent deux avantages majeurs par rapport aux commutateurs mécaniques. Le premier est la capacité de les contrôler avec des entrées électriques, ce qui vous permet de contrôler vos actionneurs avec des microcontrôleurs ou des capteurs. Et deuxièmement, les relais isolent la charge électrique plus lourde de vos composants de tension inférieure, ce qui les protège. Cependant, les relais 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 les charges électriques plus importantes.

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/electromagnetics.html