Почему реле так часто приводятся в действие оптопарами?

С момента появления многих плат разработки микроконтроллеров, таких как Arduino, было продано несколько релейных модулей для управления нагрузками переменного тока.

Многие из них, похоже, используют оптопару, транзистор драйвера и реле для управления нагрузкой (пример на Amazon )

Почему они реализованы так?

Некоторые из моих мыслей:

• Реле обеспечивают лучшую или лучшую изоляцию, чем большинство оптопар.
• Все еще присутствует транзистор драйвера, поэтому он не является компонентом сохранения
• Все еще есть индуктивная защита от отдачи, поэтому она не экономит компоненты
• Оптопары не так дешевы, как транзисторы, поэтому дополнительные затраты по сравнению с просто транзистором с драйвером
• Там нет необходимости выполнять какие-либо нормативные требования, так как это продукты DIY
• Я никогда не видел небольших сетевых реле, управляемых оптопарами в торговом оборудовании
• Некоторые из этих плат не выглядят блестяще (безотносительно к просвету или утечке), поэтому даже если оптопара просто обеспечивает два слоя изоляции, плата при этом не работает.

Во-первых, возможно более постоянная ссылка на этот продукт здесь . И схема здесь . (Изменить 29.07.2015: по иронии судьбы мои две ссылки теперь не работают, а ссылка OP на Amazon все еще полезна)

Здесь есть две причины использовать оптоизоляторы:

• Управляющее устройство может быть очень далеко, так что оно не имеет общего заземления с платой реле (кроме случаев, когда оно подключено через длинный кабель). Использование оптоизолятора означает, что управляющий сигнал используется исключительно как дифференциальный сигнал между Vcc и управляющим сигналом, оба получены из схемы контроллера; Перепад потенциалов заземления не повлияет на работу.

• Напряжение катушки реле не обязательно совпадает с напряжением Vcc контроллера. Это может даже быть произведено автономным (неизолированным) источником. Оптоизолятор обеспечивает изоляцию между потенциально неизолированным JD-VCCисточником питания и цепями контроллера.

Вероятно, число или причины, но самое главное, что это предотвратит переходное напряжение от повреждения управляющего транзистора. И в зависимости от применения это поможет предотвратить помехи переменного тока от помех в остальной цепи.

Вы должны упомянуть некоторые хорошие моменты, однако оптопары обычно используются для изоляции компонентов от потенциально опасных внешних источников. Они дешевы и просты в реализации. И они могут потенциально предложить больше защиты, чем диод. И, конечно же, как вы указали:

Некоторые из этих плат не выглядят блестяще (безотносительно к просвету или утечке), поэтому даже если оптопара просто обеспечивает два слоя изоляции, плата при этом не работает.

Я подозреваю, что большая часть причины связана с идеей о том, что, если есть два барьера изоляции, будет оставаться барьер изоляции, даже если один случайно или преднамеренно соединен. При работе с цепями, особенно если это клутц, иногда можно коротко замыкать вещи, которые на самом деле не должны быть закорочены (например, потому, что зажим заземления прицела решает расстегнуться и развернуться по доске). Добавление дополнительного слоя изоляции снижает вероятность того, что такая авария нанесет значительный ущерб чему-либо. Большинство продуктов массового производства никогда не будут на чьем-либо рабочем месте, тем более на рабочем месте, принадлежащем клутцу, но многие продукты домашнего приготовления будут тратить много времени на такие рабочие места. Кроме того, доски для домашнего приготовления часто делаются без паяльной маски,

В дополнение к обеспечению защиты от случайного перекрытия, если есть два полных изолирующих барьера, может быть возможно (если один осторожен) соединить один во время диагностики с участием другого, поддерживая изолирующий барьер между двумя основными частями системы. Например, если кто-то хочет определить количество времени, которое проходит между процессором, устанавливающим выход, и мощностью, принимаемой соленоидом, можно начать с подтверждения того, что заземление катушки реле и заземление на стороне контакта изолированы, соединяя заземление реле и ЦП. заземления и измерения времени между выходом процессора и катушкой реле. Затем можно изолировать заземление катушки реле и заземление процессора и - после двойной проверки, что они действительно были изолированы, соедините заземление катушки реле и заземление на стороне контакта и измерьте время между катушкой и объектами, которыми они управляют. Выполнение таких измерений в системе с единственной изоляцией, вероятно, потребует наличия прицела с двумя зондами, которые были изолированы друг от друга. Такие буровые установки существуют, но обычно они дорогие.

Реле фактически обеспечивают довольно плохую изоляцию переменного тока ОЧЕНЬ шумного источника помех - искрение переключения механического контакта, поскольку оно переключает нагрузку, которая неизбежно является более или менее индуктивной, и часто при сетевом напряжении, с dv / dt, который может составлять сотни вольт на микросекунды.

Дешевые маленькие реле, как правило, особенно плохи, и их улучшение делает их более дорогими, большими и менее эффективными.

Цепи с несколькими входами и выходами особенно склонны.

При правильном использовании опто может помочь предотвратить помехи, вызванные соединением катушки с контактом, от воздействия на цепи.

На этом форуме скорби нет недостатка в примерах из этого источника (например, реле плюс случайный сброс при переключении нагрузки), а также множество примеров хороших надежных приборов и промышленных образцов, где опто используются в сочетании с реле.

Очень веская причина - иметь отдельные источники питания для логики и частей интерфейса питания. Логическая секция в нормальном исполнении питается от 5 В или 3,3 В и гальванически развязана с силовой секцией, где наиболее распространенное питание - 24 В, поэтому необходима оптопара.

Это правда, что этого можно избежать, используя реле с катушкой, рассчитанной на 5 В, но многие реле не доступны с этими катушками, и было бы необходимо иметь намного более высокую мощность на стороне 5 В, с большим преобразователем постоянного тока в постоянный. ,

Чаще используется полевой нерегулируемый источник питания, 12 В или 24 В, автомобильный или промышленный (реле не требуют очень точного напряжения), и небольшой гальванически изолированный преобразователь постоянного тока в постоянный для получения 5 В / 3,3 В только для логической секции. , поэтому нужны изолированные ответвители.

Я подозреваю, что это всего лишь случай любителей, которые пытаются начать бизнес по продаже печатных плат. Они могут усложнять свою доску просто для того, чтобы она выглядела более сложной, потому что усложнение оправдывает существование электроники и, по-видимому, повышает ценность.

Я уверен , если вы обратитесь к поставщику, они будут иметь убедительную историю , что их схема , как это имеет быть сделано, и они его готовым, проще всего просто купить их борт.

Все, что вам нужно для управления нагрузкой переменного тока с небольшим напряжением и током, можно найти в одном компоненте: твердотельном реле, подобном этому .

Любая плата, которая может подавать 20 мА на светодиод, может использовать это, что означает, что вам не нужна специальная плата.

Наиболее важной причиной является то, что катушка в реле представляет собой довольно сложную нагрузку в цепи. Как мы знаем, диод необходим для защиты цепи от обратного тока, индуцированного от катушки при отключении питания реле. Некоторое время этого метода недостаточно для плохо сконфигурированного блока питания, как у большинства DIY-модулей. Контроллеры часто получают импульс или даже запускаются реле. Я думаю, что если источник питания достаточно надежный, оптический изолятор не нужен.

при использовании реле A чаще всего вы захотите отделить цифровые GND и VDD от mcu и GND и VCC реле, тогда вы получите очень чистые линии GND и VDD для mcu .....

если реле отдает EMS, высокий резкий и быстрый выбор напряжения и - НЕТ - диод обратного хода и защита телевизора. Транзистор внутри оптопары разрушит со стороны реле, поэтому основной причиной является полное разделение линий электропередачи.

если реле используется для переменного тока, оно может излучать ЭМС в цепи от GND, VCC, поэтому оптопара решит большую часть этого