Электромагнитное реле прекрасно практически всем. Это и простая конструкция и гальваническая развязка с управляющей цепью и... но единственный минус, для удержания контактов через катушку постоянно должен протекать ток.
Ток в катушке реле необходимый для удержания контактов, гораздо меньше тока, требуемого для замыкания контактов.
Воспользуемся этим чудным свойством и рассчитаем схему ключа на транзисторе обладающую пониженным энергопотреблением.
Возьмем реле SRD-05VDC-SL-C
1. Подключаем его к источнику питания с регулируемым напряжением, подаем 5V.
При напряжении 5V ток потребляемый катушкой реле составляет 70mA.
2. Начинаем постепенно снижать напряжение до того момента пока контакты не разомкнутся:
Для этого конкретного экземпляра реле щелчок размыкания контактов слышно при снижении напряжения менее 0.8V (ток потребления менее 11mA). Единственное, на что надо обратить внимание - при таком токе удержания, реле можно будет выключить зарядив ему щелбан пальцем. А также с учетом того, что натяжение пружин возвращающих контакт на место может быть разным - цифру лучше взять с запасом.
После выдачи реле "серии лещей" было выяснено, что при напряжении 1.6V и токе 22mA - размыкание контактов от вибрации не происходит!
3. Ключ будем собирать на биполярном транзисторе 2N2222A. Собираем прототип на макетной плате, чтобы замерять падение напряжения на транзисторе.
При не нажатой кнопке - через катушку реле течет ток, энергопотребление составляет 68mA, на транзисторе падает примерно 0,24V!
4. Для того, чтобы контакты продолжали остаться замкнутыми на реле должно падать 1.6V - для этого между коллектором и реле включим дополнительное сопротивление на котором должно падать
5.00 - 1.60 - 0.24 = 3.16V
Ток который должен будет протекать в этой цепи нам уже известен -
22mA => R = U/I = 3.16/0.022 = 144Om
Мощность необходимая для этого резистора:
P = I↑2*R = 0.022*0.022*144 = 0.07W
Ближайший номинал резистора из стандартного ряда E24 будет
150Om х 0,25W
Ну, а для того, чтобы создать первоначальный импульс достаточный для замыкания контактов реле - необходимо зашунтировать резистор конденсатором.
Итоговая схема:
Пока кнопка отпущена, транзистор закрыт энергопотребление <0.1mA. После нажатия на кнопку, транзистор открывается и через катушку реле начинает протекать большой ток, направленный на заряд конденсатора - этого импульса достаточно чтобы контакты смогли переключиться После того как конденсатор полностью зарядился - в цепи остается только небольшой ток проходящий через резистор 150Om.
Схема подключения к микроконтроллеру будет выглядеть так:
Плюсы:
- Добавив всего 2 детали мы смогли уменьшить энергопотребление схемы с 70mA до 25mA. Для одного реле конечно это не особо полезно, но если реле будет несколько, а сама самоделка будет управлять например освещением и в сеть будет подключена постоянно - уже кое-что. Плюс это кое-что позволит подобрать более дешевый блок питания с меньшим выходным током;
Минусы:
А хотите, я его стукну? Он станет фиолетовыйконтакты могут разомкнуться от вибрации (и обратно сами не включатся);- быстро, быстро, быстро реле поклацать не выйдет - нужно ждать полной разрядки конденсатора через резистор, хотя практического смысла в возможности пожужжать контактами реле лично я не вижу.
Оглавление канала тут:
Всем удачи!