برد رله چیست؟

در سال های اخیر استفاده از تجهیزات و بردهای الکترونیکی برای کنترل سیستم های صنعتی و خانگی بیشتر شده است. یکی از این تجهیزات، برد رله (Relay Board) است که از آن با نام هایی مثل کارت رله، رله برد، رله کارت و ماژول رله نیز یاد می شود. رله ها به عنوان یک کلید الکترونیکی عمل می کنند و به کنترل یا قطع و وصل کردن سایر تجهیزات الکترونیکی کمک می کنند. در بازار این رله ها در انواع و برندهای مختلفی مثل فیندر، امرون، هونگفا، میشو و … عرضه می شود. برد رله از تعدادی رله تشکیل شده است که قابلیت کنترل بارهای متصل به آن که نیاز به قطع و وصل دارند را دارد.

کارت رله ها در انواع و ابعاد مختلفی تولید می شوند از جمله تعداد رله ها، جریان قابل تحمل، ولتاژ تحریک، نوع سوئیچ و غیره برای مثال کارت رله هایی با ۲، ۴ و ۸ و حتی ۱۶ رله موجود هستند. اما برد رله ۴ کانال و برد رله ۸ کانال مرسوم تر هستند.

علاوه بر رله، این بردها شامل سایر قطعات الکترونیکی مثل دیود هرزگرد، LED، پل دیودی، مقاومت و … نیز می شوند که در ادامه به توضیح کارکرد این قطعات نیز می پردازیم.

از برد رله یا ماژول رله عمدتاً برای روشن یا خاموش کردن دستگاه ها و سیستم های الکتریکی و  جداسازی مدار کنترل از دستگاه استفاده می شود. چرا که به شما امکان می دهد از یک PLC ،HMI یا کنترلر برای کنترل دستگاه هایی با ولتاژ و جریان بسیار بالاتر استفاده کنید. در واقع زمانی که ما در خروجی PLC و سایر کنترلر ها یک جریان الکتریکی ضعیف داشته باشیم و بخواهیم تجهیزات با جریان بالا را راه اندازی کنیم می توانیم از برد رله کمک بگیریم. هدف برد رله تقویت این جریان الکتریکی ضعیف است تا بتواند جریان های بالاتر را با استفاده از یک PLC یا کنترلر تامین کند.

همچنین از رله برد برای ایجاد یه لایه فیزیکی ایزوله بین مدارهای الکترونیکی کنترل کننده های دیجیتال یا PLC ها و بخش الکتریکی ولتاژ بالای مدار فرمان استفاده میشود تا علاوه بر کاهش احتمال خرابی رله های داخلی PLC و کاهش هزینه های آن، امکان تعویض رله معیوب نیز به راحتی از روی کارت رله قابل انجام باشد.

 

کاربرد های ماژول رله

کاربردهای وسیعی برای برد رله یا کارت رله ذکر شده است. از کنترل سیستم های پیچیده مانند ربات ها و تجهیزات فضایی و خطوط تولید پیشرفته و کاملا اتوماتیک گرفته تا کنترل دستگاه های خانگی و خانه هوشمند.

برای مثال در خانه از ماژول رله می توان برای کنترل روشنایی، کنترل لوازم خانگی مثل رادیو و تلویزیون، آبیاری باغچه و گل ها و سیستم سرمایش و گرمایش استفاده کرد. یا در خودروسازی می توان از کارت رله برای کنترل روشنایی، سیستم صوتی، سیستم های تهویه و یخچال خودرو و حتی موارد امنیتی استفاده کرد. در واقع در این فضاها کاربر می تواند سیگنال های الکتریکی را از طریق برد رله به دستگاه ها ارسال کند و آن ها را روشن، خاموش یا کنترل کند.

اما شاید بیشترین یا مهم ترین استفاده ی از رله کارت در صنعت باشد. مانند صنایع غذایی، صنایع پزشکی، صنایع بسته بندی، صنعت فضایی و سایر صنایع تولیدی و خدماتی که به نوعی با اتوماسیون صنعتی و سیستم های خودکار در ارتباط هستند. در این صنایع نیز از رله کارت ها می توان برای کنترل سیستم های پیچیده الکترونیکی مثل ربات ها، بازوی های مکانیکی، کنترل ماشین آلات، خطوط تولید و انواع موتورها و … استفاده کرد.

 

اجزای کارت رله

رله کارت یا ماژول رله از اجزای مختلفی تشکیل شده است که در زیر به هر کدام از آن ها می پردازیم:

• رله: رله یک کلید معناطیسی است که داخل آن یک هسته و سیم پیچ قرار دارد و با عبور جریان از آن فعال می شود و حالت باز یا بسته به خود می گیرد. رله ها به 2 صورت NO (به صورت پیش فرض باز) و NC (به صورت پیش فرض بسته) موجود هستند.
• ترمینال های ورودی و خروجی: ترمینال های ورودی به PLC و ترمینال های خروجی به بار یا تجهیزات الکتریکی متصل می شوند.
• دیود هرز گرد: دیود فلای بک یا دیود هرز گرد برای جلوگیری از جریان برگشتی که هنگام قطع جریان توسط سلف ایجاد می شود در مدار قرار می گیرد. عدم وجود این قطعه ممکن استه به PLC  و یا سایر تجهیزات آسیب جدی برساند.
• مقاومت: از مقاومت ها برای محدود کردن جریان عبوری از بخش های خاصی از مدار استفاده می شود.
• پل دیودی: با وجود پل دیود هم از رله برد در مقابل جریان بازگشتی محافطت می شود و هم می توان مدار را به دو صورت PNP  و NPN راه اندازی کرد.
• وریستور: برای محافظت از سایر قطعات و تجهیزات در مقابل جرقه های ناشی از بارهای سلفی و خازنی در کارت رله به کار می رود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد وریستور، مقاله ی “وریستور چیست ؟ انواع آن و کاربردها” را بخوانید.
• سوکت رله: این قطعه روی برد لحیم می شود و رله روی آن سوار می شود تا در مواقع خرابی رله و هر زمانی که نیاز به تعویض رله بود، بتوان بدون هیج زحمتی آن را از روی سوکت برداشت و نیاز به استفاده از هویه و خارج کردن پایه های رله نباشد.
• نگهدارنده رله: وجود نگهدارنده نیز برای رله ها ضروری است تا در اثر تکان ها، لرزش و ضربات احتمالی به تابلو برق، رله ها از داخل سوکت خارج نشود.
• LED: وجود LED روی ماژول رله برای نشان دادن وضعیت روشن یا خاموش بودن هر کنتاکت یا کانال است.
• فیوز و جافیوزی: وجود فیوز در ورودی کارت رله با هدف حفاظت از رله ها در برابر ولتاژ نامناسب و نوسان های ولتاژ خیلی مهم است. فیوز در داخل یک محفظه(اصطلاحا جافیوزی) روی برد قرار می گیرد.
• مدار چاپی: همه ی قطعات در کنار هم و روی برد PCB  یا همان مدار چاپی قرار می گیرند و پایه هایشان لحیم می شود و از طریق مسیرهای مسی طوری با هم ارتباط می گیرند که برد رله به بهترین شکل ممکن وظیفه خودش را انجام دهد و جریان را از ترمینال های ورودی به خروجی برساند.

برای خرید برد رله به چه نکاتی باید توجه کنیم؟

قیمت برد رله:

یکی از مهم ترین فاکتورهایی که در خرید باید در نظر گرفته شود قیمت رله برد است که بازه ی وسیعی هم دارد. قیمت کارت رله به عوامل مختلفی مثل کیفیت ساخت، برند رله، تعداد کانال، جریان و ولتاژ رله و سایر قطعات به کار رفته روی کارت رله بستگی دارد که در ادامه ی این مقاله به آن ها اشاره می شود. برای مشاهده قیمت برد رله به فروشگاه تکتا تجهیز مراجعه کنید.

تعداد کانال:

منظور از تعداد کانال، تعداد رله‌های موجود روی برد است. رله کارت ها در تعداد ۸،۶،۴،۲ و ۱۶ کانال تولید می‌شوند که البته برد رله 4 کانال و برد رله 8 کانال مرسوم تر و پر مصرف تر هستند. این مورد بستگی به این دارد که مثلا PLC شما چند خروجی داشته باشد یا چه تعدادی تجهیزات را می خواهید کنترل کنید.

نوع و میزان ولتاژ ورودی:

ولتاژ ورودی یک رله برد بسته به رله ای که روی آن به کار رفته، می تواند با جریان برق مستقیم یا DC و یا جریان متناوب یا AC و به میزان ۱۱۰،۴۸،۲۴،۱۲،۵ و ۲۲۰ ولت باشد. تعیین نوع و میزان ولتاژ به پروژه شما بستگی دارد. به ولتاژ ورودی، ولتاژ تغذیه رله برد یا ولتاژ تحریک رله برد نیز گفته می ‌شود.

حداکثر جریان خروجی:

حداکثر جریان، همان حداکثر جریان قابل تحمل کنتاکت است. رله‌ها معمولا در جریان های  ۲۰،۱۶،۱۰،۷،۶،۵ ، ۲۵، ۳۰ و ۴۰ آمپر برای بارهای اهمی تولید می‌شوند و جریان کشی بیش از آن باعث ذوب شدن کنتاکت ها می شود. دقت داشته باشید که برای بارهای غیر اهمی یا بارهای خازنی و سلفی مثل شیربرقی این جریان بسیار کمتر می شود.

رنج ولتاژ خروجی:

اگر بخواهیم از حداکثر جریان نامی خروجی(کنتاکت ها) بهره ببریم، رله‌ها معمولا می‌توانند تا ۳۰ ولت DC یا ۲۵۰ ولت AC ولتاژ خروجی تولید کنند. در صورتی که بخواهیم بیشتر از این ولتاژها از کنتاکت های خروجی بگیریم باید قید حداکثر جریان را بزنیم. یعنی باید جریان کمتری از کنتاکت کشیده شود. به عبارت دیگر باید حداکثر توان رله که ثابت است در نظر گرفته شود.

برند رله به کار رفته روی برد:

از رایج ترین برندهای رله موجود و پر استفاده در ایران می توان به فیندر (FINDER) و اُمرون (OMRON) اشاره کرد. تجربه نشان داده عملکرد رله فیندر که ساخت ایتالیاست بهتر از سایر برندهاست و معمولا در پروژه های مهم تر و حساس تر و برای تجهیزات گران تر برد رله فیندر به کار می رود. صد البته که قیمت بالاتری دارند. برد رله امرون نیز کیفیت خوبی دارد و نسبت به فیندر قیمت کمتری دارد. سایر برندها نیز به نسبت دو برند فیندر و امرون دارای کیفیت کمتر، قیمت پایین تر و اکثرا ساخت کشور چین هستند. بسته به این که پروژه شما و تجهیزات به کار رفته در آن از چه میزان حساسیت و اهمیت برخوردار است می توانید برند مدنظر خود را انتخاب کنید.

امکان جدا شدن رله ها از برد:

ممکن است به دلیل خراب شدن یک رله و … بخواهید آن رله را تعویض کنید. در برخی برد رله ها از سوکت رله استفاده می شود و رله ها روی این سوکت ها سوار می شوند و به راحتی قابل تعویض هستند. در این حالت این امکان وجود دارد که بدون دردسر رله را از روی برد بردارید و رله دیگری را جایگزین آن کنید. اما در برخی دیگر حتما باید با استفاده از هویه پایه های آن را از برد جدا کنید که این کار ممکن است به برد و سایر قطعات آسیب برساند و زمان بر است.

جدا شدن برد از ریل:

به دلایلی ممکن است نیاز داشته باشید رله کارت را جابه جا یا از روی ریل جدا کنید. در این حالت علاوه بر سوار بودن برد روی نگهدارنده ریلی، باید دسترسی به قفل نگهدارنده راحت باشد تا مونتاژ و دمونتاژ برد روی ریل سریع تر و راحت تر صورت بگیرد.

نشانگر LED:

وجود نشانگر LED برای اطلاع از وضعیت وصل یا قطع بودن کانال ها ضروری است. همچنین باید دقت کرد که مدار محافظ جداگانه برای LED روی برد در نظر گرفته شده باشد تا با سوختن LED، رله به طور کامل خراب نشود.

نگهدارنده رله:

استفاده از نگهدارنده ها که روی رله را می گیرند باعث می شود در صورت لرزش یا ضربه خوردن تابلو برق، رله از مدار خارج نشود.

پل دیود:

با وجود پل دیود هم از رله کارت در مقابل جریان بازگشتی محافطت می شود و هم می توان مدار را به دو صورت PNP  و NPN راه اندازی کرد.

دیود هرزگرد:

دیود هرزگرد باعث می شود جريان بازگشتي بوبين رله تخليه شده و از خرابی تجهيزات حساس مانند خروجي هاي ترانزيستوري، سنسور ها و نشانگر ها، PLC ها، HMI ها و … جلوگیری شود.

جرقه گیر:

وجود جرقه گیر منجر به كاهش توان مخرب جرقه هاي ناشي از قطع و وصل بارهاي سلفي و خازني می شود و خال زدن كنتاكت هاي رله بسيار كمتر شده و عمر رله چند برابر مي شود. علیرغم این که وجود جرقه گیر در برد رله بسیار مهم است اما معمولا از آن غفلت می شود و اکثر برد رله ها این قطعه را ندارند.

فیوز محافظ:

وجود فیوز نیز با هدف حفاظت از رله ها در برابر ولتاژ نامناسب و نوسان های ولتاژ خیلی مهم است.

گارانتی