رله چیست؟

نمای یک رله در مدار

رله یك كلید ساده الكترو مكانیكی است كه از یك آهنربای الكتریكی و یك سری اتصالات تشكیل شده است.رله‌ها در همه انواع وسایل به صورت پنهان یافت می‌شوند.در حقیقت ،بعضی از كامپیوتر‌های اولیه از رله‌ها برای گیت‌های منطقی استتفاده می‌كرده‌اند. ساختار رله:رله‌ها به طور عجیبی ساده هستند.در هر رله  چهار قسمت وجود دارد:1)آهنربای الكتریكی
2)تیغه یا  armature كه می‌تواند به وسیله‌ی آهنربای الكتریكی جذب شود.
3)فنر
4)و یك سری اتصالات الكتریكی  شكل زیر  چهار قسمت رله را در حین عمل نشان می‌دهد.

می‌توانید مشاهده كنید كه رله ازدو مدار جدا و كاملاً مستقل از هم تشكیل شده است.اولی در پایین قرار دارد و آهنربای الكتریكی را تحریك می‌كند.وقتی كه كلید بسته است،سیم‌پیچ به آهنربای الكتریكی تبدیل می شود و تیغه را جذب می‌كند(آبی) و تیغه به عنوان یك كلید برای مدار دوم عمل می‌كند.وقتی كه آهنربای الكتریكی فعال می‌شود،تیغه مدار دوم را كامل می‌كند و لامپ روشن می‌شود.وقتی كه آهنربا فعال نیست،فنر تیغه را دور می‌كند و مدار ناكامل باقی می‌ماند در نتیجه در این حالت لامپ خاموش است.

وقتی كه رله‌ها را خریداری می‌كنید باید نسبت به چند متغیر دقت داشته باشید.1.ولتاژ و جریانی كه برای حركت دادن تیغه لازم است.2.ولتاژ و جریان بیشینه‌ای كه می‌تواند در تیغه و اتصالات آن به وجود آید.3.تعداد تیغه‌ها(به طور كلی 1 یا 2 تا)4.تعداد اتصالات تیغه‌ها(به طور كلی 1‌یا 2 تا- رله نشان داده شده در اینجا دو تا دارد كه یكی استفاده نشده)5.این‌كه اتصال(اگر فقط یك امكان اتصال وجود داشته باشد) معمولاً باز(NO" (normally open "یا معمولاً بستهNC" (normally closed   "  است.كار‌برد‌های رله

حسن رله‌ها این است كه  با استفاده از توان كم كه مثلاًاز سوئیچ داشبورد یا یك مدار كم ‌توان می‌آید، مداری با توان بسیار بیشتر را وصل می‌كنند مثلاً به وسیله‌یرله و با استفاده از ولتاژی معادل 5v و جریانی معادل 50mA می‌توان مداری با ولتاژv AC  120 و   2A را وصل كرد.
رله ها در وسایل خانگی (مثل موتور یا چراغ) كه به وسیله‌ی یك كنترل الكتریكی روشن می‌شوند رایج هستند. رله‌ها همچنین در ماشین‌ها رایج می‌باشند چرا كه باید جریان بسیار زیادی (به وسیله‌ی این رله‌ها ) از ولتاژی به میزان 12v گرفته شود.
در ماشین‌های مدل جدید، سازنده‌ها برای راحت‌تر شدن تعمیر و نگهداری، استفاده از تركیبی از رله‌ها را در جعبه‌‌‌‌ی فیوز آغاز كرده‌اند.مثلاً 6 جعبه‌ی سفیدرنگ در این شكل (كه مربوط به جعبه‌ی فیوز Ford     Windstarمی‌شود)همگی رله اند.

 در جاهایی كه باید توان زیادی ایجاد شود،رله‌ها معمولاً به صورت
 آبشاری به كار می‌روند به طوری كه یك رله‌ی كوچك، توان لازم را برای یك رله‌ی بسیار بزرگتر ایجاد می‌كند و رله‌ی دوم مداری با توان بیشتر را وصل می‌كند.
رله‌ها همچنین می‌توانند برای اجرا كردن جبر بولی استفاده شوند.

یا به طور كامل

رله

سازوکار قطع و وصل توسط مدار الکتریکی یک رله

رله نوعی کلید الکتریکی سریع یا بی‌درنگ است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته می‌شود. روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به صورتهای مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکترو استاتیک و ... می باشد. رله را ژوزف هانری در سال ۱۸۳۵ میلادی اختراع کرد.

از آنجا که رله می‌تواند جریانی قوی‌تر از جریان ورودی را هدایت کند، به معنی وسیع‌تر می‌توان آن را نوعی تقویت کننده نیز دانست.

در گذشته رله‌ها معمولاً با سیم‌پیچ ساخته می‌شد و از جریان برق برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می‌برد. امروزه بسیاری از رله‌ها به صورت حالت جامد ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.

انواع رله‌های قدرت

یک رله مینیاتوری

رله سنجشی

در رله‌های سنجشیِ دقت و حساسیت معینی تعریف می‌شود تا در موقع تغییر کردن یک کمیت الکتریکی و یا ‏یک کمیت فیزیکی دیگری شروع به کار کند. چنین رله‌ای برای مقدار معینی از یک ‏کمیت مشخص تنظیم می‌شود و اگر آن کمیت از مقدار تعیین و تنظیم شده کمتر و یا ‏بیشتر باشد رله آن تغییرات را می‌سنجد. رله سنجشی دو نوع دارد: ساده و مرکب.
رله سنجشی ساده اغلب دارای یک سیم پیچی تحریک شونده می‌باشد که در اثر ‏تغییر جریان و یا ولتاژ تحریک و موجب وصل شدن کنتاکتی می‌شود؛ مانند رله حرارتی و رله ‏جریان زیاد و رله فشار کم.

همچنین رله سنجشی مرکب دارای دو سیم پیچی تحریک شونده‌است که همانند رله‌ای که نسبت ولتاژ و جریان را می‌سنجد (رله سنجش مقاومت ظاهری)، آن قسمت از شبکه را که اتصالی شده‌است از مدار جدا می‌کند، مانند رله دیستانس. ‏

رله زمانی

رله زمانی به تنهایی برای حفاظت تأسیسات الکتریکی کاربرد ندارد، بلکه همراه با رله ‏سنجشی برای حفاظت شبکه الکتریکی استفاده می‌گردد. زمان استعمال رلهٔ زمانی در مواقعی است که تأخیری عمدی در عمل کلیدزنی (قطع و وصل با فرکانس بسیار پایین) در شبکه مورد نظر باشد. ‏

رله جهت یاب

از رله جهت یاب، برای کنترل و سنجش جهت توان و نیرو در شبکه الکتریکی و یا قسمتی از شبکه ‏جریان متناوب استفاده می‌شود. این رله از آن جهت نقش تعیین کننده‌ای در شبکه دارد که تعیین جهت نیرو برای حفاظت محلی و ‏سلکتیو در اغلب شبکه‌ها کاملاً ضروری و لازم است. به کمک رله جهت یاب می‌توان فقط ‏آن قسمت از شبکه که خسارت دیده و معیوب شده را از مدار خارج کرد. حتی می‌توان از این ‏رله جهت حفاظت ژنراتور و توربین در موقع برگشت توان نیز استفاده نمود^{[نیازمند منبع]}.

رله حالت جامد SSR

یک رله SSRرله

Solid State Relay یک قطعه الکترونیکی است که همانند رله های مکانیکی عمل می کند. ولی در این قطعه هیچ قسمت متحرکی وجود ندارد.در نتیجه باعث افزایش عمر قطعه شده است. در مداراتی که تعداد دفعات کلید زدن زیاد می باشد کاربرد دارد. از ویژگی های آن می توان به ابعاد کوچکتر این قطعه نسبت به رله های مکانیکی اشاره کرد. در این نوع رله ها یک ولتاژ حداقلی باید اعمال شود تا کلید زدن انجام شود لذا با یک رله 250 ولتی نمی‌توانید برق 12 ولت را کلید بزنید بر خلاف رله های معمولی است.

  رگلاتور و نواع آن 

رگولاتور چیست؟

رگولاتورهای ولتاژ، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند.

رگولاتورها در یک دسته بندی کلی به 3بخش زیر تقسیم میشوند:

1- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ مثبت: که خروجی انها یک عدد ثابت و غیر قابل تغییر + می باشد که نام گذاری انها هم به صورت 78XX یا L78XX یا M78XX می باشد.2 رقم سمت راست که به صورت XXنشان داده شده نشان دهنده ی ولتاژ خروجی است. مثلاً ولتاژ خروجی رگولاتور 7805 ، 5 ولت می باشد. L یا Mهم نشان دهنده ی حداکثر جریان دهی آن است(L= تا 1 آمپر،=Mتا 1.5 امپر)

2- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ منفی: که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.

3- رگولاتورهای ولتاژ خروجی متغیر: به وسیله ی این رگولاتورها می توان ولتاژ خروجی را کنترل کرد. معروف ترین و پر کاربردترین نوع خروجی + آنها LM317 و LM138 وLM338 و خروجی – انهاLM337 می باشد. این قطعه برای ره اندازی نیاز به یک مدار جانبی مختصر دارد.

این رگولاتورها 3 پایه دارند.مثبت + ، خروجی، زمین یا - ( قطب – منبع تغذیه را زمین نیز می گوییم(Gnd))

در رگولاتورهای سری 78XX ولتاژ ورودی باید حداقل 2.3 ولت بیشتر از خروجی آنها باشد. حداقل ولتاژ ورودی و همچنین ولتاژ خروجی آنها در جدول زیر آمده است:

حداقلولتاژ ورودی                ولتاژ خروجی                شماره مدل
7.3-----------------------------------5----------------------7805
11.5----------------------------------9----------------------7809
14.6----------------------------------12---------------------7812
21-------------------------------------18---------------------7818
27.1----------------------------------21----------------------7824

ورودی رگولاتورهای سری 79XX یه ولتاژ منفیه.

IC یا مدار مجتمع چیست؟

تَراشه یا مدار مجتمع (که برابر فارسی chip یا آی‌سی: IC یا Integrated circuit به زبان انگلیسی است) به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی اطلاق می‌گردد که با استفاده از مواد نیمه‌رسانا (عموماً سیلیکون همراه با میزان کنترل شده‌ای ناخالصی) در ابعادی کوچک (معمولاً کمتر از یک سانتی متر مربع) ساخته می‌شود. این مدارات معمولاً شامل دو یا سه نوع دستگاه الکترونیکی می‌باشند: مقاومت، خازن و ترانزیستور (مهم‌ترین آنها ترنزیستور می‌باشد). هر تراشه معمولاً حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می‌باشد که با استفاده از فناوری پیچیده‌ای در داخل یک لایه از سیلیکن همگون و با ضخامتی یکنواخت و بدون ترک تزریق شده‌اند. امروزه تراشه‌ها در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی و بویژه رایانه‌ها در ابعادی گسترده بکار می‌روند. مدارات مجتمع در سال ۱۹۵۹ میلادی(۱۳۳۸ خورشیدی) توسط مهندسان شرکت Fairchild برای اولین بار ساخته شد و از آن موقع تاکنون پیشرفتهای شگرفی در زمینه این نوع قطعه شاهد بودیم که باعث پیشرفت دانش بشر در همه علوم گردیده است.

ریزتراشه، ابزاری الکترونیکی است که مانند یک واحد از اجزای ریز بسیار زیادی، به ویژه ترانزیستور، ساخته می‌شود. ریز تراشه داخل یک سوکت، در برد مدار چاپی، قرار می‌گیرد و به دیگر اجزا وصل می‌شود.

کار ریز تراشه‌ها

هر ریز تراشه، وظیفهٔ خاصی را انجام می‌دهد و با کد عددی شناسایی می‌شود. بعضی از ریز تراشه‌ها با سیگنالهای آنالوگ کار می‌کنند(ریز تراشه‌ای باکد ۷۴۱، یک آمپلی فایر آنالوگ است). بعضی‌های دیگر با سیگنال‌های دیجیتال کار می‌کنند – به عنوان ورودی‌های منطقی یا برای دریافت صوت دیجیتالی از یک CD.

طرز ساخت ریز تراشه‌ها

ریز تراشه‌ها را با تعبیهٔ مدارهای الکترونیکی در لایه‌ای نازک از سیلیسیم خالص، به صورت یک فرایند پیچیده، لایه لایه می‌سازند. اجزای مختلف مدار را با آغشته کردن مناطقی از سیلیسیم به مواد شیمیایی مختلف ایجاد می‌کنند.

کد باینری (دودویی)

ریز تراشه‌های دیجیتالی، سیگنال‌های دیجیتالی را به صورت کد باینری ارسال و دریافت می‌کنند. تمامی اطلاعات به صورت سیگنال‌های روشن/خاموش ارائه می‌شوند. این سیگنال‌ها به وسیله ترانزیستورهای ریز تراشه پردازش می‌شوند. هنگامی که کلیدی بسته‌است، عدد یک است، هنگامی که کلید باز است، عدد صفر است. کد دودویی برای حرف “a”در صفحه کلیدعدد ۰۱۱۰۰۰۰۱ است.

انواع IC ها

IC ها که دارای دسته بندی گوناگونی می باشند به سه دسته کلی دیجیتال ، آنالوگ ، آنالوگ-دیجیتال تقسیم می شوند. از جمله این نوع قطعه می توان به میکروکنترلرها ، میکروپرسسورها ، پردازشگرها ، کانورتورها A-D , D-A , حافظه ها , FPGA  , CPLD و دهها دسته دیگر نام برد.

کپسول سرامیک

ریز تراشه را در یک کپسول عایق قرار می‌دهند. این کپسول پوششی شفاف دارد – تراشه در داخل آن قرار دارد. این ابزار شارژ (CCD)برای گرفتن عکس در دوربین‌های دیجیتالی استفاده می‌شود.

مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای دوقطبی (BJT: Bi Junction Transistor) باشند را با نام Transistor Transistor Logic) TTL) و مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای NMOS و PMOS هستند را(Cmos(Complementry Metal Oxide Semiconductorمی‌نامند. ترکیب این دو تکنولوژی را با نام BiCmos می‌شناسند. در مقابل مدارهای مجتمع، مدارهای گسسته وجود دارند که شامل قطعاتی مجزا هستند که به هم روی یک برد متصل شده‌اند.

در ساخت ICها طراحان سعی می‌کنند تا حد امکان از ترانزیستور استفاده کنند. مثلاً بجای خازن از از ترانزیستور در بایاس معکوس استفاده می‌کنند. و یا در جایی دیگر که مقاومت بزرگی نیاز دارند مثلاً در حد مگا اهم باز از ترانزیستور استفاده می‌کنند. چون در حجمی که مقاومت می‌گیرد می‌توان چند ترانزیستور جای داد.

برخی از شرکت های بزرگ  و قدرتمند سازنده ی IC ها عبارت اند از:

Atmel ,Analog Device , Texas Instrumen , Xilinx , Altera