Como construir um sólido DIY

Os relés de estado sólido oferecem comutação mais eficiente para projetos de automação residencial inteligente. Construa seu próprio SSR DIY seguindo este guia.

Você pode comprar módulos de relé mecânicos e de estado sólido. No entanto, os relés de estado sólido são mais novos e custam um pouco mais do que os módulos tradicionais de interruptores de relé que você já pode estar usando em seus interruptores inteligentes DIY ou projetos de automação residencial.

Neste guia, construiremos um relé de estado sólido a partir de apenas alguns componentes prontamente disponíveis. Você pode usar esses relés de estado sólido DIY em um ambiente de produção e em seus projetos de automação residencial ou interruptores inteligentes.

Ao contrário dos relés mecânicos, um relé de estado sólido não possui partes móveis. É como comparar um disco rígido mecânico e uma unidade de estado sólido, que é muito mais rápida e economiza energia.

Da mesma forma, um relé de estado sólido (SSR) funciona mais rápido e não consome energia quando não está em uso ou desligado. Ele funciona ou liga quando a tensão de disparo é fornecida pelo MCU conectado. Mais importante ainda, um relé de estado sólido ocupa uma pegada menor e não faz nenhum ruído de clique quando acionado.

Um SSR também pode ser usado para comutação de carga indutiva. No entanto, você deve adicionar um circuito snubber ao SSR para evitar danos ao TRIAC (triodo para corrente alternada). Isso pode não ser necessário em alguns TRIACS, como o BTA16.

Além disso, construir um relé de estado sólido é mais barato do que comprar um ou construir um módulo de relé mecânico. Construímos alguns e os usamos em um ambiente de produção nos últimos meses. Eles funcionam de forma confiável e suave, sem problemas até o momento.

Você pode optar por construir um relé de estado sólido de canal único, canal duplo ou multicanal com base em seus requisitos. Para construir um relé de estado sólido de canal único, você precisará dos seguintes componentes:

Você também precisará aprender a soldar, se nunca o fez antes, para construir este módulo de relé de estado sólido DIY.

Obtenha a placa PCB de uso geral e conecte todos os componentes conforme mostrado no diagrama a seguir.

Deve ficar assim depois de montar e soldar os componentes necessários na placa.

Para testar o relé de estado sólido DIY, você precisa de alguns fios e uma fonte de alimentação de 3,3 V ou 5 V. Você pode usar qualquer bateria de 3,3 V ou um MCU, como NodeMCU, D1 Mini, Arduino Uno, etc., para fornecer a tensão de disparo necessária para testar a chave de relé de estado sólido.

Testar o relé de estado sólido e a instalação envolve lidar com uma fonte de alimentação de 110 V-240 V CA. Por favor, prossiga somente se você souber o que está fazendo. Isso pode ser letal se não for feito com cuidado.

Quando um 3,3 Vou tensão de disparo é fornecida ao relé de estado sólido, o LED interno ou LED IR no optoacoplador liga e começa a emitir luz para o sensor óptico conectado ao pino 4 e pino 6.

Como resultado, a resistência entre o pino 4 e o pino 6 diminui, o que aciona o TRIAC e liga a carga CA conectada. O optoacoplador ajuda a separar os circuitos de alta e baixa tensão, mantendo o Arduino ou MCU protegido de qualquer interferência ou dano.

Agora você pode conectar o relé de estado sólido a um Arduino ou outro MCU. Em vez de três jumpers para um relé mecânico, você só precisa de dois para o SSR: um para o sinal de entrada (3,3V) e outro para o terra (GND).

Com base na carga, você pode escolher TRIACs de maior capacidade de carga, como o BTA16, com um dissipador de calor para construir relés de estado sólido para cargas pesadas (2.000 W ou mais). Lembre-se de usar um circuito de amortecimento se for usar o SSR para comutação de carga indutiva, como para um motor ou bomba.

Você pode usar esses módulos de relé de estado sólido em seus projetos domésticos inteligentes. Você pode projetar módulos de comutação inteligente alimentados por ESP12 com o relé de estado sólido integrado usando a ferramenta de esboço eletrônico Fritzing. Depois de projetado, você pode obter o PCB impresso de um provedor de serviços de prototipagem/fabricação de PCB ou simplesmente continuar usando PCBs de uso geral.

Você pode usar este relé para construir um interruptor de luz com sensor de movimento inteligente ou interruptores Wi-Fi e instalá-los em sua casa ou escritório. Os dispositivos inteligentes podem ajudá-lo a reduzir significativamente o desperdício de energia, além de serem convenientes de usar. Além disso, você também pode configurar um servidor Home Assistant no Raspberry Pi para adicionar automação.