Prąd elektryczny jest niezbędnikiem w obecnych czasach. Praktycznie każde urządzenie jest zasilane energią elektryczną. Dzięki prądowi elektrycznemu możemy zasilać maszyny przemysłowe, które produkują dla nas przedmioty codziennego użytku, zaczynając od kawy, przez zabawki dla dzieci, a kończąc na elementach militarnych. Prąd elektryczny zasila nasze smartfony, lodówki, zmywarki, słuchawki. Daje nam energię, bez której byśmy sobie dzisiaj nie poradzili.

Od najmłodszych lat możemy zauważyć, że prąd elektryczny napędza naszą cywilizację. Wymyślamy coraz nowsze zastosowania energii elektrycznej. Jednak jak zawładnąć tą nieposkromioną energią?

W tej kwestii wychodzą nam naprzeciw przekaźniki. Są to elementy, które znajdują zastosowanie nie tylko w automatyce, ale również we wszelakich urządzeniach. Dzięki przekaźnikom powstawały i powstają pierwsze układy pół-zautomatyzowane.

Budowa przekaźnika elektromagnetycznego

Przekaźnik jest elementem który składa się z cewki elektrycznej, o dużej liczbie zwojów, nawiniętych na metalowy rdzeń, która odpowiada za wytworzenie pola elektromagnetycznego, styków (zależnie od przekaźnika mogą to być styki NO-normalnie otwarte lub NC - normalnie zamknięte) oraz popychacza i styku ruchomego. W celu odebrania ciepła mogą być one wyposażone w radiator, a wbudowany warystor skutecznie eliminuje zewnętrzne przepięcia.

Zasada działania

Ich zasada działania jest bardzo prosta, ponieważ steruje się cewką, która zwiera lub rozwiera styki. Podanie napięcia zasilania na cewkę powoduje przełączanie się styków, dzięki którym prąd płynie odpowiednią “drogą” . Stan załączenia przekaźnika najczęściej sygnalizowany jest zieloną diodą LED. Gdy na cewkę nie jest podawane napięcie to styki powracają do swojego stanu początkowego.

Cewkami możemy sterować za pomocą zasilania od 9V DC do 265 V AC, w zależności od rodzaju przekaźnika. Urządzenia przeznaczone są do montażu na szynie DIN. Ułatwia to ich ewentualną wymianę Przekaźniki elektromagnetyczne są elementami elektrycznymi stykowymi. Działanie elementów stykowych można porównać do zwykłego łączenia i rozłączania przewodów elektrycznych. Zamykają one obwód przez mechaniczne połączenie styków.

Każdy element elektryczny, który posiada styki, możemy nazwać elementem stykowym.

Jest nim np. przycisk monostabilny lub bistabilny, który do zwarcia styków wymaga zadziałania siły zewnętrznej.

Jeśli podamy na cewkę przekaźnika odpowiednie napięcie zasilania, to wytworzy ona pole magnetyczne, zdolne do przyciągnięcia popychacza, który popycha styk ruchomy, co powoduje przesterowanie przekaźnika. Jest to równoznaczne z otwarciem styków NC oraz zamknięciem styków NO.

Różnice pomiędzy stycznikiem a przekaźnikiem

Stycznik ma inną budowę niż przekaźnik, bo nie ma ruchomego styku, tylko zworę, która jest przyciągana przez cewkę stycznika. Stycznik jest w stanie wytrzymać większe prądy, bo z reguły ma większą obciążalność styków (nie wypalają się tak szybko). Cewka stycznika jest często zasilana tak wysokim napięciem, że potrzebne są dodatkowe przekaźniki pomocnicze do jej uruchomienia. Przekaźnik pomimo tego, że ma gorsze parametry od stycznika, to jest znacznie mniejszy od niego i wygrywa rozmiarami, bo łatwiej jest go zamontować w trudno dostępnych miejscach.

W wszystkich tych przypadkach przekaźniki służą nam do automatycznego wyłączania lub włączania, czyli automatycznego sterowania urządzeniem. Podstawowymi opcjami są:

• opóźnienie załączania
• opóźnienie wyłączania
• załączanie cykliczne
• wyłączanie cykliczne
• impulsowanie
• zwykłe zamykanie i otwieranie obwodu

Przekaźniki wykorzystywane są do sterowania czasowego ogrzewaniem, oświetleniem, sygnalizacją, wentylacją itd. Znajdują zastosowanie, w portach lotniczych, budynkach publicznych, na liniach produkcyjnych, a także w domach jednorodzinnych.

Rodzaje styków

• Styki zwierne NO - Normal Open
• styki rozwierne NC - Normal Close
• styki przełączne

Przekaźniki

• jednostykowe (posiadają jeden styk przełączny)
• dwustykowe (posiadają dwa styki przełączne)
• czterostykowe (z czterema niezależnymi drogami prądowymi)

Podział przekaźników elektromagnetycznych ze względu na zasadę działania

• przekaźniki elektromagnetyczne (takie jak są opisywane w tym artykule)
• termiczne
• pomiarowe
• bezpieczeństwa
• priorytetowe
• czasowe

Przekaźniki czasowe to dosyć proste urządzenia, patrząc na ich budowę, lecz spełniają bardzo przydatne funkcje. Zastosowania tych urządzeń znajdziemy praktycznie wszędzie, od automatyki przemysłowej, aż do zwykłych prostych układów, które wykorzystujemy w domach. Dzięki nim możemy automatycznie sterować urządzeniami i regulować ich czasem działania.

Dostępne są wersje jedno i trójfazowe oraz modele przystosowane do przełączania jednej, dwóch lub trzech faz. Możemy też zauważyć przekaźniki jednofunkcyjne, wielo-funkcyjne, z opóźnionym odpadaniem oraz wiele innych.

Zastosowanie

Większość z nas uważa, że przekaźniki elektryczne stosowane są przede wszystkim w układach przemysłowych. Jest to oczywiście prawda. Znajdziemy je w wielu maszynach, panelach sterowania, systemach operatorskich i innych układach sterowania.Należy jednak podkreślić, że znajdują one również zastosowanie w życiu codziennym – to one odpowiadają za prawidłowe sterowanie sygnalizacją świetlną, windami, oświetleniem i innymi układami elektrycznymi, o których nawet sobie nie zdajemy sprawy. Obecnie, coraz częściej przekaźniki stosowane są prywatnych domach – ułatwiają sterowanie wentylacją oraz ogrzewaniem, są istotnym elementem nowoczesnych systemów “smart dom”.

Jednym słowem, w dzisiejszych czasach trudno wyobrazić sobie nowoczesne technologie i urządzenia, które są w stanie sprawnie i bezpiecznie funkcjonować bez przekaźników.

Automatyka domowa obejmuje wszystkie instalacje domowe, zaczynając od hydrauliki, a kończąc na sterowaniu ogrzewaniem. Instalacje automatyki domowej nazywane są również inteligentnym budynkiem lub inteligentnym domem. Możemy sterować naszym domem dzięki szerokiemu wachlarzowi możliwości oraz kreatywności. Dzięki przekaźnikowi R4N możemy stworzyć układy dzięki którym będziemy sterować np.:

• oświetleniem,
• ogrzewanie,
• wentylacja,
• klimatyzacja,
• żaluzje,
• rolety (https://mechatronikadlawszystkich.pl/tematy/elektryka/automatyka-rolet-co-to-jest-i-jak-to-dziala - to będzie w hiperłączu na słowo “rolety”)
• brama wjazdowa,
• brama garażowa,
• system alarmowy,
• system kontroli dostępu,
• system przeciwpożarowy.

Sprzętem oraz instalacjami wchodzącymi w skład systemu automatyki domowej można sterować przy pomocy różnych urządzeń, na przykład:

• telefonu komórkowego,
• tabletu,
• laptopa.

Autor:

Daniel Marcisz