Ciao,
allora, mi sono documentato come promesso, e posto alcuni dati a beneficio di tutti.
- Modello equivalente di un Relay
Il relay é fondamentalmente un elettromagnete. Come tale si compone di un nucleo in ferro, su cui sono avvolte un certo numero di spire di filo di rame smaltato. Questo forma un induttore, il cui valore dipende, oltre che dal numero di spire anche dalla corrente che scorre nel relay. Inoltre, la sezione del filo usato per l'avvolgimento e la lunghezza totale, fa si che la resistenza parassita dell'induttore sia non trascurabile. Normalmente si trova solo quest'ultimo valore nei datasheet, che é nell'ordine delle centinaia di ohm, mentre é molto raro trovare l'induttanza. Un valore realistico per i calcoli (dove serve) puó essere compreso fra 0.001H e 0.05H per i modelli a bassa potenza (max 12V).
La resistenza parassita del relay limita la corrente che scorre attraverso il transistor che lo pilota, e pertanto fissa il punto di lavoro del circuito e la massima corrente che attraversa il relay, insieme alla polarizzazione del transistor.
L'induttanza influenza invece il tempo di risposta del relay: mentre il transistor polita avrá dei tempi di risposta dell'ordine dei nanosecondi, il tempo di chiusura ed paertura del relay sará fissato dall'induttanza del magnete e dalle resistenze e capacitá parassite del circuito. Solitamente i tempi di risposta non sono importanti nelle applicazioni di automazione casalinga/indistriale.
- Problemi relativi al pilotaggio di un carico induttivo (e soluzioni)
A differenza di una resistenza, in induttore mantiene l'energia accumulata nel campo magnetico anche dopo che la polarizzazione ai suoi capi é stata rimossa. Questo significa che quando il transistor pilota si apre, non scorre piú corrente attraverso l'induttore, ma essendo l'energia immagazzinata nel campo magnetico e non avendo modi per dissiparsi, la tensione ai capi del transistor sale a livelli molto elevati, facilmente distruttivi per il transistor stesso. Inoltre si possono creare disturbi molto forti ad altri apparati elettrici nelle vicinanze (o lontani, ma collegati alla medesima alimentazione).
Il problema si risolve con le cosiddette "reti di ricircolo" o Snubber.
Il piú semplice prevede di collegare un diodo raddrizzatore ai capi dell'induttore, con il catodo rivolto verso l'alimentazione. Quando la tensione ai capi del transistor supera la tensione di alimentazione, il diodo entra in conduzione, cortocircuitando l'induttore. La corrente attraverso il diodo é limitata come sempre dalla resistenza parassita dellínduttore, e sará quindi uguale alla corrente operativa del relay.
- Dimensionamento dei componenti
Dimensionare i componenti é facile. Partendo dalle basi
i. LEGGE DI OHM: V = R*I
ii. TRANSISTOR NPN PILOTATO IN SATURAZIONE: Vce = Vce,sat
La Vce,sat, tensione di saturazione collettore-emettitore, si trova sui datasheet.
La corrente attraverso il relay sará data da
Icoil = (Valim - Vce,sat)/Rcoil
Il transistor andrá scelto in modo che possa sopportare almeno 2 o 3 volte Icoil, per motivi di dissipazione termica. Lo stesso vale per il diodo.
Ricordate che il diodo va saldato SUL RELAY direttamente, per evitare le induttanze parassite di eventuali cavi.
Facile no?