Come costruire un solido fai-da-te

I relè a stato solido offrono una commutazione più efficiente per progetti di automazione domestica intelligente. Costruisci il tuo SSR fai da te seguendo questa guida.

È possibile acquistare sia moduli relè meccanici che a stato solido. Tuttavia, i relè a stato solido sono più recenti e costano un po' di più rispetto ai tradizionali moduli di commutazione relè che potresti già utilizzare nei tuoi interruttori intelligenti fai-da-te o nei progetti di automazione domestica.

In questa guida costruiremo un relè a stato solido utilizzando solo pochi componenti facilmente disponibili. Puoi utilizzare questi relè a stato solido fai-da-te in un ambiente di produzione e nei tuoi progetti di automazione domestica o interruttori intelligenti.

A differenza degli interruttori a relè meccanici, un relè a stato solido non ha parti mobili. È come confrontare un disco rigido meccanico e un'unità a stato solido, che è molto più veloce ed efficiente dal punto di vista energetico.

Allo stesso modo, un relè a stato solido (SSR) funziona più velocemente e non consuma energia quando non è in uso o è spento. Funziona o si accende quando la tensione di attivazione è fornita dall'MCU collegato. Ancora più importante, un relè a stato solido occupa un ingombro minore e non emette alcun clic quando viene attivato.

Un SSR può essere utilizzato anche per la commutazione di carichi induttivi. Tuttavia, è necessario aggiungere un circuito smorzatore all'SSR per evitare danni al TRIAC (triodo per corrente alternata). Ciò potrebbe non essere richiesto in alcuni TRIACS, come il BTA16.

Inoltre, costruire un relè a stato solido è più economico che acquistarne uno o costruire un modulo relè meccanico. Ne abbiamo costruiti alcuni e li abbiamo utilizzati in un ambiente di produzione negli ultimi mesi. Funzionano in modo affidabile e fluido senza problemi fino ad oggi.

Puoi scegliere di costruire un relè a stato solido a canale singolo, doppio o multicanale in base alle tue esigenze. Per costruire un relè a stato solido a canale singolo, avrai bisogno dei seguenti componenti:

Dovrai anche imparare a saldare, se non l'hai mai fatto prima, per costruire questo modulo relè a stato solido fai-da-te.

Prendi la scheda PCB generica e collega tutti i componenti come mostrato nello schema seguente.

Dovrebbe apparire così dopo aver assemblato e saldato i componenti richiesti sulla scheda.

Per testare il relè a stato solido fai da te sono necessari alcuni fili e un alimentatore da 3,3 V o 5 V. È possibile utilizzare qualsiasi batteria da 3,3 V o un MCU, come NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno, ecc., per fornire la tensione di attivazione necessaria per testare l'interruttore del relè a stato solido.

Il test del relè a stato solido e l'installazione implicano la gestione di un'alimentazione CA da 110 V-240 V. Per favore procedi solo se sai cosa stai facendo. Questo potrebbe essere letale se non fatto con attenzione.

Quando un 3.3Vo viene fornita tensione di attivazione al relè a stato solido, il LED interno o il LED IR nel fotoaccoppiatore si accende e inizia a emettere luce al sensore ottico collegato ai pin 4 e 6.

Di conseguenza, la resistenza tra i pin 4 e 6 diminuisce, il che attiva il TRIAC e accende il carico CA collegato. L'accoppiatore ottico aiuta a separare i circuiti ad alta tensione e a bassa tensione, mantenendo l'Arduino o l'MCU al sicuro da qualsiasi interferenza o danno.

Ora puoi collegare il relè a stato solido ad un Arduino o ad un altro MCU. Invece dei tre ponticelli per un relè meccanico, ne servono solo due per l'SSR: uno per il segnale di ingresso (3,3 V) e un altro per la terra (GND).

In base al carico, è possibile scegliere TRIAC con portata maggiore, come il BTA16, con un dissipatore di calore per costruire relè a stato solido per carichi pesanti (2000 W o più). Ricordarsi di utilizzare un circuito smorzatore se si intende utilizzare l'SSR per la commutazione di carichi induttivi, ad esempio per un motore o una pompa.

Puoi utilizzare questi moduli relè a stato solido nei tuoi progetti di casa intelligente. È possibile progettare moduli switch intelligenti alimentati da ESP12 con il relè a stato solido integrato utilizzando lo strumento di disegno elettronico Fritzing. Una volta progettato, puoi far stampare il PCB da un fornitore di servizi di prototipazione/produzione di PCB o semplicemente continuare a utilizzare PCB per scopi generici.

Puoi utilizzare questo relè per costruire un interruttore della luce intelligente con rilevamento del movimento o interruttori Wi-Fi e installarli a casa o in ufficio. I dispositivi intelligenti possono aiutarti a ridurre notevolmente gli sprechi energetici oltre ad essere comodi da usare. Inoltre, puoi anche configurare un server Home Assistant su Raspberry Pi per aggiungere automazione.