Бистабильное реле что это такое

9

Импульсное бистабильное реле — принцип работы, схема, виды

Реле, то есть электрические устройства, используемые для управления выходными цепями, известны уже много лет. Традиционные реле, потребляющие мощность 0,5 Вт и более, были приемлемы около дюжины лет назад, когда экологические аспекты и количество потребляемой электроэнергии были менее важны, чем долговечность и доступность. Современные тенденции, влияющие на электронику, привели к появлению на рынке импульсных бистабильных реле. Оказывается, устройство может значительно облегчить жизнь во многих квартирах.

Для чего нужно бистабильное реле?

Термины «бистабильный контактор» и «бистабильное реле» часто используются как синонимы. Оба этих электрических переключателя работают одинаково: они передают сигнал тока или напряжения. Основное различие между ними заключается в том, что контакторы активируют сильноточные системы, а реле передают слаботочные сигналы.

Это означает, что в устройствах с двигателями, трансформаторами, вентиляторами или нагревателями в их конструкции будут использоваться контакторы. В системах, управляющих работой, например, вентиляторов, кондиционеров или освещения, будут реле. Принцип работы аналогичен: в обоих случаях есть катушки и контакты, но напряжение катушек в реле составляет 12В или 24В. Электромагнит в реле тоже намного меньше, гасить электрическую дугу на контактах не нужно (при напряжении 230В). Поэтому термин бистабильный контактор неуместен.

Импульсное бистабильное реле — очень удобное устройство, особенно подходящее для управления освещением. Его можно устанавливать в домах, офисах и мастерских. Легко представить себе ситуацию, когда необходимо включать и выключать свет в разных местах. Например, переключатель, расположенный у одной из многих дверей холла, потребует громоздкого перемещения из одного конца комнаты в другой. Это похоже на выключение и включение света в коридоре дома или на лестнице.

Бистабильное реле — работа и применение

Бистабильная кнопка или бистабильный переключатель означает, что могут генерироваться два сигнала, изменяющих ее работу. Один импульс включает реле, а другой выключает. В этом отличие от моностабильного реле, которое принимает только один сигнал. Один импульс включает реле, и оно выключается по истечении заданного и запрограммированного времени срабатывания.

Вместо лестничных и крестовых переключателей — бистабильный переключатель.

В осветительной установке используются различные электрические разъемы. Классическое освещение лестницы или коридора с возможностью включения и выключения с нескольких мест, состоит из лестничных и поперечных выключателей. Перекрестная кнопка имеет более широкий диапазон действия, чем ступенчатый переключатель, но ее необходимо размещать между крайними ступенчатыми переключателями. Расширение установки требует добавления дополнительных перекрестных переключателей.

Такая система требует большого количества кабелей значительного сечения (из-за большей нагрузки). Его можно заменить, используя бистабильное реле. В этом случае необходимы только два кабеля и меньшее сечение, так как они только образуют сигнальную цепь. Экономится как материал, так и время выполнения, поскольку такой монтаж намного проще, а это снижает стоимость всего проекта.

Бистабильное реле в осветительной установке 230 В, управляемое с нескольких мест, позволяет исключить ступенчатые и поперечные выключатели. Идентичный переключатель мгновенного действия можно использовать в любом месте. К достоинствам такой системы можно отнести:

• простота установки — достаточно одного двухжильного кабеля и параллельного подключения разъемов;
• возможность расширения установки — дополнительное количество разъемов не проблема;
• легкая конструкция — в каждой точке используется одна и та же застежка;
• короткие сроки монтажа — простая схема, повторяющиеся элементы.

Виды бистабильных реле и их применение в домашних условиях

Принцип действия объединяет в себе широкий спектр бистабильных реле, и они отличаются конструктивными деталями. В отличие от моностабильного реле, которое включает установку на определенное время, бистабильное реле имеет два состояния равновесия. По способу переключения реле можно разделить на две группы:

Механические бистабильные реле потребляют энергию только за счет изменения своего состояния и не нуждаются в удерживающем напряжении.

Электронные бистабильные реле — они намного тише механических реле, могут работать со многими кнопками.

По назначению можно выделить следующие типы бистабильных реле:

• «Вкл-выкл» — электронное импульсное реле срабатывает после нажатия одной из множества кратковременных кнопок и включает приемник. Следующий импульс выключит его. В зависимости от типа может работать с люминесцентными и газоразрядными лампами.
• С таймером — любая импульсная кнопка активирует приемник. Деактивация происходит автоматически по истечении установленного времени или после другого импульса.
• Последовательный — имеет два отдельных выхода, и состояние замкнутых / разомкнутых контактов инициирует выполнение данной программы.
• Группа — позволяет включать и выключать все приемники одним импульсом.

Двойное бистабильное реле в домашних условиях

Система беспроводного радиоуправления позволяет без проводов включать и выключать бытовые приемники на расстоянии до 100 м. Передатчики могут быть мобильными пультами дистанционного управления с несколькими кнопками или настенными.

Двойное бистабильное реле является частью модуля, принимающего импульсы от передатчика. Возможна синхронизация группы приемников. Возможно управление такими устройствами, как:

• жалюзи;
• светодиодная лента;
• регулируемый источник света;
• кондиционирование воздуха;
• вентиляция;
• двухпозиционные устройства.

Бистабильные реле Legrand

Реле известной компании Legrand выпускаются различных типов; одноконтактный, двухконтактный и с таймером. Они могут работать от 230 В и 12 В. Схема работы проста: импульс включает или выключает электрическую цепь.

Бистабильные реле LEGRAND являются основой домашней автоматизации, серии установок, образующих интеллектуальный дом. Управление охватывает весь спектр возможностей: от въездных ворот и гаражных ворот, освещения и отопления до вентиляции, жалюзи и системы сигнализации.

Бистабильное реле. Управление.

Всем привет!
Есть такая интересная штуковина — "бистабильное реле", оно-же "импульсное", оно-же "поляризованное"… называют их по разному. Как по мне, более верно — "бистабильное-импульсное".
Принцип ее работы прост для понимания, по сути — переключатель, как и самая обыкновенная релюшка.
Но есть одна тонкость, которая все меняет — после переключения она сохраняет свое состояние независимо от наличия питания! Были контакты замкнуты — останутся замкнутыми, были разомкнуты — останутся разомкнутыми. При этом питание ей не нужно, она ничего не потребляет. И это ее свойство, в некоторых случаях просто незаменимо. Позже объясню для чего оно мне понадобилось.
Выглядит реле как самое обыкновенное, внешне ничем не выделяясь.

На алике полно китайских модулей, примерно такого плана (взял первый попавшийся)

Не стоит их путать с героем сей "басни": да, вы будете переключать реле кнопкой и оно будет оставаться в нужном положении. Но стоит отключить питание — контакты переключаться в нормальное положение. А держать ее под питанием не всегда возможно!
В этом вся суть!

Теперь нужно рассказать о ложке дегтя, которая как известно, прилагается к бочке с медом столь полезному устройству 😉
Для срабатывания реле нужно менять полярность питания!
То есть, подали на один контакт катушки (+), на другой (-) — реле сработало. Чтобы контакты реле вернуть в исходное состояние нужно поменять контакты местами, первый (-), второй (+) — реле переключиться.
Бонусом еще такой момент: делать это нужно небольшими импульсами. Подать питание и забыть — может вывести реле из строя.
Быстрое "гугленье" не дало нужного мне решения этих вопросов: либо схема требует питания, либо какая-то хитрая коммутация с еще одной реле, либо кнопка управления непростая… Короче, пришлось включать голову и изобретать вот такой велосипед

Электронная схема позволяет включать и выключать реле. В любом состоянии сам релейный модуль имеет нулевое потребление. Электроника подключается лишь на мгновение, чтобы переключить реле, потом она не работает, а контакты реле остаются в нужном положении.
Не обошлось тут без МК… он нужен для управления полярностью импульсов (и их длительностью), нужна его энергонезависимая память ну и для миниатюризации.
Схему устройства не рисовал, делал сразу печатку, поэтому полной схемы не ждите )) Хотя она очень проста.

Но схему самого узла подключения катушки реле все-же нарисовал для понимания работы. Не знаю, моя это идея или уже кто-то додумался — факт что все получилось и работает! При этом с минимумом компонентов — всего пару мелких полевичков. Без всяких "мостов" и пр.

Тут нужно заметить, что в момент переключения, ток в цепи достигает 300mа, соответственно полевики выбираем с запасом по-току. Я поставил указанные на схеме. Резисторы — так же. Длительность импульса переключения 0.1с (она не зависит от длительности импульса управления) поэтому ничего нагреться не успевает.
Еще раз: все электроника работает только при нажатии кнопки управления, все остальное время она обесточена.

Теперь объясню для чего мне пришлось весь этот огород городить.
Есть у меня скутер и в целом все с ним хорошо (ну как… есть моменты, записал несколько роликов на youtube, можете посмотреть), но есть проблема разряда АКБ. Разряжает его сигналка. Если кататься каждый день — все вроде хорошо, но стоит простоять несколько дней — аккумулятор высаживат. Ток там хоть и не большой

12ma, но и АКБ не автомобильный, всего 6а\ч. Отключить сигналку — не вариант, откручивать крышку отсека и снимать клемму — тоже такое себе. Тупо поставить тумблер в разрыв красного плюсового провода от АКБ (не стартерного конечно) — тоже вопрос: ток там может достигать (по моим прикидкам) 5-6А — какой-то "микрик" не подойдет. Этот тумблер должен быть в удобном месте, при этом не на виду…
Вот я и пришел к такому девайсу, реле обеспечивает ток коммутации 16А. А управлять им будет, старый добрый — геркон! Спрятать его в любом удобном месте, а включать магнитиком висящем на брелке! Вполне достаточная секретность, удобство установки.

Возможно кому-то тоже захочется себе подобное и решиться на оный "подвиг", поэтому прилагаю набор файлов для сборки: тыц.

Ну и записал сумбурное видео как это все работает
Всем добра и удачи!

Импульсные реле (Бистабильные). Виды и работа. Применение

Обеспечить комфортные условия проживания в современном доме удается с помощью специальных систем управления освещением. Наряду с другими известными приборами для этих целей применяются электромеханические и электронные импульсные реле, позволяющие управлять осветительными приборами практически из любой точки. В отличие от простейших коммутаторов, называемых «проходными выключателями«, эти устройства относятся к бистабильным системам, имеющим два фиксированных рабочих состояния.

Назначение и принцип действия

Импульсные реле предназначаются для включения или выключения нагрузки сразу же после подачи сигнала на входную цепь электрической схемы. Изделия этого класса называются бистабильными, что связано с наличием у них двух устойчивых состояний. Каждое из них соответствует двум положениям обычного выключателя («выключено-включено»).

В основу работы такого прибора заложен эффект действия электромагнитного поля, притягивающего якорь встроенных в реле катушек и коммутирующего выходную контактную группу. При этом ЭДС в рабочей цепи наводится благодаря току, протекающему по каждой из обмоток.

После прихода очередного сигнала бистабильные импульсные реле остаются в фиксированном положении до последующего воздействия на их вход. Только поступление нового импульса способно изменить текущее состояние прибора на противоположное. В случае пропадания питающего напряжения в сети реле остается в том положении, которое было у него на момент отключения электричества.

Сферы применения

Такие устройства широко применяются в быту, что объясняется следующими достоинствами и возможностями:

• Простота монтажа.
• Минимальное потребление электроэнергии.
• Безопасность эксплуатации.
• Удобство коммутации различных потребителей, включая осветительные сети и системы.
• Возможность управления состоянием нагрузок сразу из нескольких точек (минимум – из двух).
• При желании реле могут использоваться в качестве защитных и сигнальных устройств.

Этот прибор особо востребован в ситуациях, когда свет был включен в одном из помещений (например, в спальне), а выключить его необходимо на выходе из квартиры. Он также подойдет для зданий с длинными коридорами, в которых управлять освещением удобно сразу из нескольких точек.

В качестве абсолютно безопасного дистанционного устройства эти модули применяются на промышленных предприятиях, где с их помощью коммутируются сравнительно «мощные» нагрузки.

Устройство импульсного реле

При рассмотрении конструкции импульсного реле внимание обращается на то, что оно представляет собой электромеханическое или электронное устройство с двумя стабильными состояниями. В его состав входят следующие обязательные элементы:

• Комплект индуктивных катушек с ферромагнитным сердечником.
• Подвижный якорь (железо).
• Система переключающих контактов.
• Элемент, ограничивающий ток через обмотки (постоянный резистор).

Катушки реле намотаны медным проводом на немагнитном каркасе и пропитаны специальным изолирующим лаком. Подвижный якорь выполнен в виде плоской пластины, при своем втягивании в катушку приводящей в действие контактную группу. Последняя при этом переключает нагрузочную цепь в нужное положение.

Разновидности

Импульсные реле по особенностям конструкции исполнительного механизма подразделяются на два типа: электромеханические и электронные.

Электромеханические реле

Особенность таких устройств состоит в том, что они потребляют ток только в момент срабатывания исполнительного механизма. Наличие в них специальной блокировки повышает надежность работы реле и позволяет сэкономить на расходе электроэнергии. К преимуществам этих изделий относят и независимость от нестабильности напряжения сети, способной привести к ложным срабатываниям.

В состав конструкции электромеханических реле входят следующие элементы:

• Электромагнитные катушки с якорем.
• Контактная группа.
• Специальный механизм с кнопками для дублирования работы реле (для ручного управления включением-выключением).

Благодаря такой конструкции, импульсные устройства отличаются высокой надежностью и помехозащищенностью. Кроме того, к этим изделиям не предъявляется каких-то особенных требований по выбору места их установки.

Электронные импульсные реле

Конструкция реле этого типа включает в свой состав контроллер и электронные элементы коммутации (последние заменяют механическую контактную группу). К отличительным особенностям и преимуществам электронных устройств относят:

• Введение в схему реле электронного элемента управления (микроконтроллера).
• Значительное расширение функционала прибора, включая возможность интегрирования таймера.
• Простота построения на их основе сложных многоуровневых систем освещения.

Благодаря перечисленным возможностям электронные реле пользуются большой популярностью у потребителей. Тем более, что с их помощью можно управлять сложными осветительными системами, рассчитанными на различные питающие напряжения (12, 24,36, 48 и 220 В). В зависимости от варианта исполнения прибора такие реле могут монтироваться на DIN-рейку (для электрощитов) или крепиться на обычные дюбеля.

Технические характеристики устройств

Независимо от своего типа и назначения, импульсные реле характеризуются следующими техническими показателями:

• Напряжение питания.
• Значение токовой уставки (номинальный ток переключения, указываемый на корпусе прибора).
• Величина входного сигнала.
• Временные параметры срабатывания исполнительного узла.

К дополнительным характеристикам этих изделий относят возвратный коэффициент (отношение токов через катушку в режимах «включено-выключено») и предельное токовое значение в обмотках.

Особое значение имеет такой показатель, как время срабатывания, характеризующееся величиной задержки переключения из одного состояния в другое. Этот параметр принимает значение порядка 0,001 секунды для практически безинерционных устройств и достигает одной секунды для реле с замедленной реакцией на импульсное воздействие. Промежуточные значения указанного показателя – 0,05 и 0,15 секунды.

При рассмотрении эксплуатационных характеристик импульсных реле также принимаются во внимание следующие параметры:

• Максимальный ток в осветительной цепи в Амперах.
• Количество и тип используемых контактов (для электромеханических образцов).
• Рабочий диапазон температур.

К перечисленным показателям следует приплюсовать допустимую влажность окружающего воздуха и другие климатические факторы.

Схема подключения

Импульсные реле, как правило, интегрируются в схемы управления выключателями с пружиной возврата кнопки. Причем подключаются они параллельно имеющимся в помещении коммутирующим приборам (клавишным выключателям).

При организации системы управления освещением фазный провод силовой цепи подключается к каждому из входных контактов импульсного реле (1-3 на картинке). При этом нулевая жила подсоединяется к контакту под обозначением А2. Включенные параллельно выключатели своими контактами соединяются с тем же фазным проводом и клеммой А1 импульсного прибора. Осветительная цепочка с лампочками подключается к клеммам 2 и 4 импульсного устройства.

Управляющий импульс в данном случае приходит по фазной шине и вызывает срабатывание реле с переходом его в одно из положений, дублирующих клавишный переключатель.

Благодаря такому включению при желании можно легко обесточить осветительную цепочку, используя встроенный в реле ручной выключатель. Существуют типы устройств рассматриваемого класса, в которых управляющий импульс приходит по нулевому проводу.

Способы монтажа импульсного реле

В рассмотренном выше случае импульсные реле монтируются в распределительном шкафу, где размещены другие защитные и коммутационные приборы. При желании это устройство может быть интегрировано в стандартную распределительную коробку подобную тем, что применяются для разводки комнатной электропроводки. Еще один способ их монтажа открытое размещение в навесном виде.

В распределительной коробке

В распредкоробке для импульсного реле имеется четыре отверстия, через одно из которых к нему подводятся нулевой и фазный провода. К другому ответвлению подведены проводники, идущие от одного из дублируемых выключателей.

Третье направление используется как проходное и служит для продолжения линии до распределительной коробки, обслуживающей еще один выключатель (он включается в параллель с первым). На картинке видно, что осветительная линия с набором лампочек подключается к четвертому (верхнему) ответвлению.

Открытый навесной монтаж

Это значит они могут крепиться открыто в навесном виде. Их допускается монтировать под подвесным/натяжным потолком или в любых удобных для этого местах и нишах. В этом случае установка устройств существенно упрощается, поскольку для обустройства системы управления освещением достаточно просто заменить клавишные выключатели на импульсные реле.

Для этого потребуется произвести необходимые коммутации в распределительных коробках, «перебросив» контакты от клавишных выключателей на контакты установленного открыто импульсного прибора.

Бистабильные реле для освещения дома

Автоматика управления электроприборами, разнообразной техникой и освещением создает дополнительный комфорт потребителю на любых объектах недвижимости. Многие из нас, кто интересуется электротехникой наверняка слышали о такой продукции, как маршевые или проходные выключатели.

С помощью этих простых коммутирующих устройств можно реализовать схему управления бытовыми приборами, в том числе и освещением, из нескольких разных мест, используя в качестве элементов управления кнопки вместо выключателей. Такой подход удобен для организации освещения в больших помещения, где существует необходимость включения/выключения осветительных приборов из различных точек месторасположения человека.

Но ознакомившись со схемой электропроводки с использованием проходных выключателей, даже у оптимистически настроенных потребителей опустятся руки. Она довольно сложна и имеет множество соединений на каждую распредкоробку. Есть ли вариант попроще? Конечно, есть. Подключение импульсного реле для управления освещением или электроприборами из разных точек — это простое решение данной задачи. Такой тип реле позволяет управлять освещением по одному проводу.

В этой статье мы расскажем о том, что такое импульсное реле, как оно работает, а также рассмотрим схему подключения импульсного реле и можно ли изготовить его собственными руками.

Импульсное реле — что это такое

Ответ на этот вопрос заложен в самом название изделия. Импульсное реле, которое по-другому называется бистабильным, имеет одно существенное отличие от обычного электромагнитного варианта, которое подключает или отключает нагрузку при постоянном прохождение электрического тока через катушку индуктивности. При отсутствии на ней напряжения контакты устройства возвращаются в исходное состояние. Бистабильный переключатель управляется коротким импульсом, поступающим на электронный или электромеханический модуль включения/выключения изделия. При этом контакты реле удерживаются в постоянном положении за счет специального магнитопровода.

Таким образом, импульсный бистабильный переключатель работает как триггер. Контакты такого реле постоянно находятся в одном стабильном положении. При подаче короткого импульса напряжения в цепь управления они меняют свое состояние, а для возвращения их на исходные позиции необходимо подать еще один импульс. Управляющие сигналы подаются на бистабильное импульсное реле с помощью простой кнопки, но если к этому изделию подключить таймер, то включать и выключать нагрузку можно в автоматическом режиме, по заранее запрограммированному алгоритму. Коротко мы рассказали что такое бистабильный переключатель и как в принципе работает импульсное реле. Далее будут освещены следующие темы: виды импульсных контакторов, их назначение и схемы подключения.

Типы импульсных реле — их достоинства и недостатки

На современном рынке электротехнической продукции присутствуют разнообразные модификации бистабильных коммутирующих устройств, отличающихся друг от друга как принципом работы, так и другими конструктивными особенностями. По своему назначению все импульсные реле объединены в одну группу бистабильных коммутаторов нагрузки, а вот по принципу функционирования делятся на следующие два основных вида.

1. Электромеханические. Этот тип бистабильных контакторов мало чем отличается от электромагнитного реле: такая же пружинная система, контактная группа и катушка индуктивности. Только в состав импульсных изделий входит постоянный магнит, который и удерживает контакты в стабильном положении. Импульсное электромеханическое реле не критично к перепадам напряжения, электромагнитным помехам, а также стоит недорого. Главными недостатками этих устройств являются низкая функциональность (может выполнять только одну функцию включения/выключения нагрузки) и отсутствие визуальной индикации положения контактной группы. Но за счет низкой цены и надежности электромеханические бистабильные реле получили широкое распространение в различных областях электротехники.
2. Электронные. Такой тип импульсных контакторов значительно отличается от электромеханических как по принципу действия, так и по внутреннему содержанию. Изделие построено на электронных комплектующих. Управляет устройством микроконтроллер, а на выходе расположена контактная группа. Электронные бистабильные реле обладают широкими функциональными возможностями при управлении освещением и другими электроприборами. Они безопасны и на их основе можно создавать эффективные системы управления электроцепями. К главным недостаткам этих изделий можно отнести высокую стоимость, низкую помехоустойчивость и чувствительность к скачкам напряжения.

Внимание! На рынке можно встретить бистабильные контакторы, полностью выполненные на электронных комплектующих. В этих устройствах роль контактной группы выполняют полупроводниковые ключи: тиристоры и симисторы. Правда, называть такой электронный блок импульсным реле будет не совсем корректно, хоть они и имеют одинаковое предназначение – включение и выключение нагрузки.

Оба вида импульсных реле получили широкое распространение в различных промышленных сферах. В бытовых условиях эти устройства в основном используются для создания систем освещения с расширенными функциональными возможностями. Ниже мы рассмотрим стандартные схемы их подключения для управления осветительными приборами.

Схема подключения бистабильного реле для управления освещением

Электромеханические импульсные контакторы делятся на биполярные и поляризованные. Биполярные управляются импульсами одной полярности, а для переключения поляризованного реле в другое состояние потребуется импульс противоположной полярности. Ниже приведена схема подключения импульсного биполярного реле к системе освещения.

Современный рынок электротехнической продукции предлагает потребителю разнообразные модели подобных устройств от ведущих мировых производителей. Конструкция таких изделий отличается большим разнообразием, но для управления освещением чаще всего используются модульные бистабильные реле, которые устанавливаются на DIN-рейки в распределительных щитах. У потребителей часто возникает вопрос: можно ли подключить импульсное реле своими руками! Конечно, можно! Это позволит сэкономить на монтажных работах. Ниже мы рассмотрим этот вопрос подробнее.

Подключение бистабильного реле собственными руками

Монтаж импульсного переключателя можно выполнить как в электрощите, так и в отдельной установочной коробке. Мы рассмотрим частный случай: подключение модульного бистабильного реле в распределительном щите. Но следует сказать, что для этого необходимо иметь отдельную линию в электропроводке для подачи напряжения на приборы освещения. Стандартная монтажная схема управления освещением на базе бистабильного переключателя состоит из самого устройства, выключателей кнопочного типа, кабелей электропроводки и автомата включения/выключения. При наличии необходимой линии с выключателями все монтажные работы выполняются в распределительном щите.

На выше представленной схеме система управления освещением выполнена на базе электромеханического импульсного переключателя РИО-1, одного из самых популярных в настоящее время. Это устройство модульного типа и монтируется на DIN-рейку в распределительном щите. Нулевой провод подключается к реле и осветительным приборам. Фазный провод с автомата заводится на соответствующий контакт переключателя, а также на кнопочные выключатели без фиксации, которых может быть неограниченное количество. При нажатии на один из них свет либо включается, либо выключается. Все достаточно просто и такой монтаж сможет выполнить человек, обладающий элементарными познаниями в электротехнике.

Заключение

В настоящее время импульсные реле набирают популярность с каждым днем. Они позволяют создавать комфортные системы освещения, которые управляются из разных точек помещения. К тому же дополнительное оснащение бистабильных переключателей таймерами времени и датчиками движения позволяет значительно экономить электроэнергию, что при постоянном повышении тарифов на электричество очень важная характеристика. Если вы правильно установите и настроите такое устройство, то получите комфортную и энергосберегающую систему освещения!