Relè - Laboratorio scolastico

Una multifunzione, che chiede
manutenzione …
Premessa
-questa esposizione non vuole essere un tutorial e/o guida ad
una riparazione, in quanto nel caso un dispositivo
elettrico/nico presenti dei difetti di funzionamento la prima
considerazione da fare è quella di controllare se si è ancora
nei tempi previsti dalla garanzia del costruttore e rivolgersi
cosi presso il relativo centro di assistenza di zona; in caso
contrario
interpellare
un
centro
di
riparazioni
elettroniche.Quella che segue è solo la condivisione di un
tentativo di ripristino di una stampante multifunzione con ore
di lavoro sulle spalle …
Dal titolo credo che si immagini l’argomento di questa
esposizione:una stampante multifunzione, la mia per
l’esattezza, che da qualche giorno fa i capricci, o meglio a
smesso di funzionare facendo degli strani rumori meccanici
durante la fase di avvio per poi arrestarsi definitivamente.
La stampante in questione è una multifunzione HP F380, un buon
dispositivo,non mi posso lamentare nei suoi anni di servizio
si è comportata bene sia come stampante che come scanner,e mai
avuto problemi con le testine di stampa considerando che nel
momento di sostituire la/le cratuccia/ce si sostituisce in
toto anche la testina, mica male.
Ho pensato che il rumore meccanico fosse sintomo di qualche
meccanismo inceppato, magari per dei pezzi di carta o altro,
pertanto prima di mandarla definitivamente in pensione, ho
ritenuto fosse il caso di provare a vedere cosa avesse, e così
ho iniziato con aprirla per darle un’occhiata.
Pur essendo la stampante alimentata in bassisima tensione,
attraverso un suo alimentatore, e sempre bene come prima cosa
togliere tensione,pertanto scollegare lo spinotto di
alimentazione e la spina dell’alimentatore dalla presa di rete
!!!
L’apertura della multifunzione, è molto semplice, si esegue
svitando le quattro viti torx da 3 mm presenti nei quattro
angoli superiori del coperchio,ma occorre fare molta
attenzione durante la fase di scoperchiamento. Nel coperchio,
oltre al vetro dello scanner, e quindi la lampada di scansione
è presente anche la consolle dei comandi, il che significa che
questi componenti comunicano con la mainboard al suo interno e
lo fanno attraverso una coppia di flat cable (immag. A cerchio
rosso), che dovranno essere spinzati dai loro connettori
(immag.C cerchio rosso), con molta attenzione vista la loro
delicatezza.
Quindi se non si sta attenti nel tirar su il coperchio si
rischia di strapparli via (immag.B cerchio rosso)
danneggiandoli irreparabilmente, per cui occorre accompagnarli
durante questo passaggio.
A questo punto tolto il coperchio, avendo cura dei flat cable
del pannellino, si ha accesso alla main board ed alla
meccanica della stampante, un ultimo accorgimento va posto
anche nello sportellino di sostituzione cartucce, che ha nel
suo lato sinistro un leverismo (immagine C cerchio giallo) che
attraverso un fotoaccoppiatore comanda la posizione di
sostituzione delle cartucce quando lo sportellino è in
posizione di aperto; occorre fare attenzione alla sua corretta
posizione durante la fase di richiusura del coperchio.
Ora da un primo esame a vista della stampante aperta,non
risalta nulla di strano che faccia pensare ad un inceppamento
meccanico,pertanto provo ad iniziare l’indagine proprio dal
carrello delle cartucce, e nel provare a movimentarlo lo trovo
come se fosse bloccato, dando un’occhiata da vicino trovo che
il carrellino sotto le cartucce, che si posiziona per la
pulizia non esegue la sua corsa completa lungo le sue guide, e
lo trovo molto sporco di residui di inchiostro …chissà che non
sia questa sua posizione scorretta che rompa le scatole
durante la fase di zero del carrello porta cartucce …
Cosi sposto il carrello delle cartucce sul lato sinistro della
corsa, e trovo il carrello pulizia testine veramente sucido di
inchiostro e pezzi di inchiostro attaccati sul fondo della
vaschetta di pulizia,
.. dove sono presenti le spugnette
assorbenti, in particolare quella del nero è stracolma di
inchiostro, e le guide dove dovrebbe scorrere il carrello
intrise di inchiostro quasi secco …. ach… è il caso di dare
una bella pulita…
Così smonto il carrellino pulizia, asporto le due spugnette
assorbenti, ed eseguo per i tre pezzi un’attenta pulizia con
abbondante acqua e pennelletto di lavaggio, non vi dico il
nero che c’era ….
…mentre attendo che si asciughino i pezzi,armato di straccio e
un lungo giravite pulisco la vaschetta di pulizia, e in
particolare le guide dove scorre il carrellino di pulizia, ….
e visto che ci sono anche una pulizia generale a tutte le
guide della meccanica e una spolveratina all’elettronica ….
A questo punto, rimonto il tutto, e verifico che ora il
carrellino di pulizia delle testine si muova completamente e
assuma la sua corretta posizione quando le testine non sono in
sede, evitando cosi possibili inceppamenti durante la fase di
zero che le testine compiono all’accensione della stampante…
Ora il carrello si presenta cosi e il suo movimento è più
scorrevole …
Si richiude la stampante,facendo attenzione nel riconnettere
correttamente i flat cable del pannellino comandi, ed
altrettanto per lo sportellino di sostituzione cartucce, si
riavvitano le quattro torx … si rialimenta la stampante con il
proprio alimentatore, e si preme il pulsante di accensione… et
voilà la stampante esegue il suo zero ed è pronta per
funzionare …
Dsiclaimer
Questa esposizione utilizza testo ed immagini frutto di
elaborazione propria, e rappresentata a scopo di studio e
didattico,pertanto ogni possibile danno a cose e persone per
un utilizzo improprio delle informazioni non è responsabilità
dell’autore, che declina ogni responsabilità.
Relè: applicazioni.
In questa esposizione proverò a considerare gli aspetti
prettamente pratici di utilizzo e/o installazione di alcuni
relè elettromagnetici.
Provò quindi ad illustrare lo schema ed il cablaggio dei relè
maggiormente utilizzati in applicazioni comuni in ambito
civile, ovvero il relè interruttore, il relè passo-passo o
commutatore, ed il relè temporizzatore.
Ricordiamo brevemente, che il relè è un dispositivo di tipo
elettromeccanico, e per il suo funzionamento utilizza la forza
elettromagnetica generata da una bobina (A1 – A2) alimentata
da una tensione (AC, o DC), per scambiare lo stato di uno o
più contatti, che possono essere di tipo NO (normalmente
aperto) o di tipo NC (normalmente chiuso), ed il simbolo
utilizzato negli schemi elettrici è di seguito rappresentato:
Ovviamente il relè andrà scelto in funzione della forma (AC o
DC) e dell’ampiezza della tensione (V) di alimentazione che il
circuito dovrà ospitare il relè, e del tipo ed assorbimento
(A) del carico che i suoi contatti dovranno controllare, e non
ultimo anche del tipo di installazione (su quadro, o altro).
Il relè interruttore, che come si intuisce dal suo nome svolge
la funzione di interruttore, ovvero ad ogni eccitazione della
sua bobina, i contatti cambiano di stato, cioè da aperto a
chiuso e viceversa. Questo tipo di relè consente di comandare
un carico, ad esempio un punto luce, da diversi punti, ovvero
aggiungendo per ogni punto di comando un pulsante di
eccitazione del relè, quindi ad esempio nel caso di un punto
luce consente di aumentare il numero di accensioni per ogni
esigenza, oltre i tre o quattro consentiti utilizzando
deviatori o invertitori, ed in maniera più semplice ed
economica in quanto l’utilizzo di un pulsante per ogni punto
di comando richiede solamente due conduttori, a differenza di
un deviatore che ne richiede tre, o di un invertitore che ne
richiede quattro. Pertanto l’utilizzo del relè consente un
risparmio di conduttori, e semplifica notevolmente il
cablaggio e lo schema di realizzazione di un sistema di
accensione da più punti.
La sua struttura di funzionamento, è molto semplice, la bobina
quando viene eccitata, attrae a se un’ancora che a sua volta
aziona una camma che cambio lo stato di una coppia di
contatti, di conseguenza si cambierà lo stato di funzionamento
del carico ad essi connesso.
Prima di vedere il collegamento o schema di utilizzo di questo
relè occorre fare un distinguo, in quanto in commercio è
possibile avere il relè interruttore in due versioni, ovvero
la versione con quattro terminali di collegamento , e la
versione con tre terminali di collegamento, questo perché la
versione con tre terminali ha già di suo cablato il terminale
comune della bobina e del conduttore per il carico.
Il relè interruttore con quattro terminali, del tipo Finder,
funzionante alla tensione di rete di 230 Vac, si presenta in
un contenitore di tipo trasparente, quindi la possibilità di
vedere il suo circuito all’interno, per un fissaggio con viti
su supporto fisso.
Da quanto serigrafato sul relè si possono leggere le sue
caratteristiche, elettriche e di collegamento; ovvero la
bobina funzionante alla tensione di 230 Vac, ed il suo
contatto di tipo NO, ovvero normalmente aperto a riposo, può
supportare un carico che assorbe al massimo 10 A alla tensione
di 250 Vac, e questo è importante ai fini di individuare
correttamente il tipo di carico che si può pilotare con questo
relè. Poi ci sono i quattro terminali di collegamento
individuati dai rispettivi morsetti di connessione , dove i
due laterali sono quelli del contatto NO (1-2) e i due
centrali sono quelli della bobina di comando (A1-A2). La
finder su questo tipo di relè fornisce un comodo e chiaro
schema di collegamento serigrafato dietro il relè stesso, per
facilitarne il suo collegamento, uno schema di questo tipo:
Lo schema riporta il caso di accensione di una lampada. Uno
schema di facile realizzazione si dovrà collegare il
conduttore di neutro N, ad un lato della lampada L (
importante collegare come conduttore diretto al punto luce
sempre quello del neutro !) ed anche ad un lato della bobina
A1 del relè K. Poi con il pulsante P si dovrà interrompere il
conduttore di fase F verso l’altro lato della bobina A2, e con
il contatto del relè k si dovrà interrompere il conduttore di
fase verso la lampada L.
In questo modo ad ogni pressione del pulsante P si chiude il
circuito di fase verso la bobina del relè e si ottiene
l’eccitazione della bobina K che attraverso la movimentazione
della camma al suo interno chiuderà il contatto k, e porterà
la fase F alla lampada L che si accenderà. Alla successiva
pressione del pulsante P la bobina si ecciterà di nuovo e con
un’altra movimentazione della camma porterà il contatto k
nella posizione di riposo aprendolo, e togliendo la fase alla
lampada L che si spengerà.. e cosi via.
Il cablaggio che ripete esattamente lo schema visto,risulterà
essere come segue,
a differenza dello schema elettrico, si nota il ponticello in
A1-1 per portare la fase F sul contatto k, e si nota
l’inserimento di un secondo pulsante, esattamente in
derivazione al primo, se si volessero inserire altri pulsanti
sarà sufficiente inserirli in derivazione fra di loro.
Questo tipo di relè, a mio avviso grazie ai suoi quattro
terminali consente un cablaggio, più “libero” nella scelta ,ed
interrompere il conduttore di fase con i pulsanti.
Il relè interruttore con tre terminali sempre della Finder, è
anch’esso realizzato in un contenitore trasparente di tipo
plastico per fissaggio su un supporto fisso, con il suo
caratteristico colore aranzione, ed anche in questo caso
risultano serigrafate sullo stesso relè le sue caratteristiche
elettriche, e quelle di collegamento
Dallo schema serigrafato sul corpo del relè, si può capire il
suo funzionamento, ed il perché dei tre terminali, in quanto
risultano in comune il terminale 1 del contatto ed il
terminale A2 della bobina, pertanto lo schema di collegamento
risulta essere come il seguente …
Il suo funzionamento è come il precedente, la differenza che
offre questo tipo di relè a tre terminali di rendere il
cablaggio più semplice, in quanto il ponticello realizzato nel
precedente schema (A2-1) risulta già presente nel relè, e a
differenza del precedente in questo caso con i pulsanti si
dovrà interrompere il conduttore di neutro N e non quello di
fase F, inoltre questo relè grazie alle sue ridotte
dimensioni, offre un minore ingombro in fase di installazione.
Il cablaggio, risulterà essere di questo tipo…
Il
relè
passo-passo
o
commutatore
è
un
tipo
di
relè
elettromagnetico, utilizzato in applicazioni in ambito civile
in genere per impianti di illuminazione, in quanto le
caratteristiche di questo tipo di relè consentono di comandare
ad esempio due gruppi di lampade ed avere una sequenza di
accensioni diversa ogni volta che si preme il pulsante di
eccitazione del relè.
Anche in questo caso come per il relè interruttore il
funzionamento avviene, sfruttando la rotazione di una camme
azionata dall’ancora impegnata dalla bobina energizzata del
relè, ma con la differenza che la camme in questo caso comanda
due contatti che in condizioni di riposo sono tutte e due
normalmente aperti, e poi cambiano di stato alternativamente
ad ogni impulso della bobina. Ovviamente la sequenza può
variare a seconda del tipo di relè scelto, nel caso che
vedremo sarà quello della Finder con quattro sequenze o
quattro passi, e anche in questo caso si può avere il tipo con
quattro morsetti, o tre morsetti ed alimentato alla tensione
di rete come per il carico che comanda.
Lo schema di utilizzo, ripete quello del relè interruttore con
la variante che in questo caso si ha un contatto in più, nel
caso del relè passo-passo con sei terminali ,come del resto lo
si può verificare dallo schema serigrafato sul retro del relè,
e dal numero di morsetti presenti, lo schema è del tipo:
Nello schema quindi si vedono due lampade L1 ed L2, ed i
rispettivi contatti k del relè K, sugli stessi contatti si
notano anche i numerini di riferimento dei morsetti; e cosa
importante sotto lo schema è riportata una tabella che
rappresenta le quattro sequenze del relè, che andremo a
vedere.
Alla sequenza 1, il relè è a riposo quindi i contatti sono
tutti e due NA e quindi L1 ed L2 spente, al primo impulso del
pulsante P quindi si passa alla sequenza 2 in cui i contatti
si chiudono pertanto L1 ed L2 saranno accese, ora un ulteriore
pressione di P porta il relè alla sequenza 3 con il primo
contatto che si apre in NA ed i secondo che resta chiuso
,quindi rispettivamente si avrà L1 spenta ed L2 accesa, ora un
ulteriore pressione di P porterà in una situazione inversa dei
contatti con il risultato di avere L1 accesa ed L2 spenta, un
ultima pressione di P ripristina le condizioni di partenza in
modo che entrambi le lampade siano spente.
Anche in questo caso il cablaggio segue lo schema di
collegamento ed ipotizzando solo due punti di comando del
relè, la realizzazione è del tipo:
Nel caso del relè passo-passo o commutatore del tipo a quattro
terminali,
lo schema sempre serigrafato sul corpo del relè utilizza un
conduttore in meno per il cablaggio ed interrompe il
conduttore di neutro con i pulsanti secondo lo schema che
segue..
La sequenza rispecchia quella del precedente relè , la
differenza sta nei collegamenti del relè come da schema e
cablaggio a seguire …
in questo tipo di relè, il cablaggio risulta essere facilitato
anche dalla presenza dello schema serigrafato proprio sullo
stesso relè in corrispondenza dei morsetti di connessione.
Il relè temporizzatore, è un altro dispositivo utilizzato in
impianti civili per diverse applicazioni, sostanzialmente per
temporizzare l’evento di comando per un generico carico o un
dispositivo.
Questo tipo di relè, risulta semplice da cablare, in quanto lo
schema, come al solito riportato sul relè stesso o sul foglio
di istruzioni del relè risulta molto chiaro e non differisce
di molto dai precedenti per il lato comando, ovvero il
pulsante P taglia un lato di alimentazione della bobina, ed il
relativo contatto di uscita che comanda il carico. In questo
relè la variante è quella di dover settare il timer al tempo
necessario per l’applicazione che si vuole ottenere. Un
esempio classico è quello del relè temporizzatore per le luci
del vano scale di un’abitazione.
Anche in questo caso, l’esempio può essere quello tipico della
Finder della serie 14., per il cablaggio ci si avvale dello
schema serigrafato di lato sul relè stesso o nel relativo
foglio di istruzioni, che comunque andrà letto per le
specifiche di settaggio dei tempi e della funzione del relè.
Il cablaggio può essere ad esempio del tipo a seguire:
Osservazioni finali.
I dispositivi presi in considerazione in questa esposizione,
sono solo alcuni di quelli disponibili, seppur maggiormente
utilizzati, come diversi sono i costruttori di relè per uso
civile che per uso industriale.
Ogni tipo di relè è sempre corredato da un foglio di
istruzioni con relative caratteristiche, pertanto la sua
installazione può essere accuratamente valutata e cablata.
Quello che è fondamentale è fare le giuste considerazioni per
la scelta del tipo di relè, dapprima considerando l’utilizzo
specifico del relè, quindi la funzione che dovrà svolgere e
l’ambiente in cui verrà installato; poi le caratteristiche
tecniche, ovvero la forma della tensione in gioco del circuito
di comando e di potenza (ovvero se di tipo AC o DC) e
l’ampiezza in gioco (esempio 24 Vac piuttosto che 230 Vac),
senza escludere la possibilità che siano presenti diverse
tensioni per il comando e per il carico.
Poi non ultimo considerare la tipologia di carico (se di tipo
induttivo o capacitivo o resistivo) e l’assorbimento espresso
in ampere (A) del carico che si andrà a comandare, secondo il
quale si dovrà poi scegliere accuratamente la portata dei
contatti del relè utilizzato.
A questo punto non resta che cablare il tutto.
Infine, ricordo che l’argomento di questa esposizione ha scopo
puramente didattico, pertanto essendo i circuiti interessati
da grandezze elettriche, occorre porre la giusta attenzione su
la condizione di rischio elettrico presente suggerisce
l’approccio a personale qualificato, che abbia le giuste
conoscenze relative alla sicurezza da rischio elettrico.
Relè statico
stato solido
state relay)
o relè allo
(SSR- solid
Nonostante il costo superiore rispetto al suo predecessore:
relè di tipo elettromeccanico, il relè statico risulta essere
sempre maggiormente diffuso, principalmente in ambito
industriale dove l’efficienza ed i tempi di commutazione sono
determinanti nel campo dell’automazione.
I relè statici, o SSR offrono caratteristiche elettriche e di
funzionamento elevate, proprie per la loro struttura che
utilizza al meglio la tecnologia dei semiconduttori
(transistor per i carici in DC e triac per i carichi in AC)
oltre ad offrire sul loro corpo la presenza di un diodo led
che indica lo stato di comando dello stesso relè statico.
Le caratteristiche importanti, e vantaggi del relè statico
possono essere riassunte brevemente in …
– non hanno parti meccaniche in movimento, quindi logorio zero
dei contatti ed efficienza massima pertanto indicato dove
necessitano numerosissimi scambi,
– lo scambio avviene attraverso lo stato solido dei
semiconduttori, pertanto condizione di lavoro silenziosissima,
ottimo in specifiche applicazioni (es. campo medico),
– il passaggio di stato da aperto a chiuso, a tensione zero e
da chiuso ad aperto , a corrente zero rende il relè statico
con minimo rumore elettrico, e altrettanti disturbi elettrici,
– per il loro comando richiedono bassissime potenze, stiamo
intorno a poco più di una decina di mA, e parimenti possono
commutare carichi oltre le centinaia di ampere,
– offrono un’ottima resistenza meccanica a vibrazioni e shock,
pertanto non sono suscettibili a installazioni errate,
– hanno un elevato grado di isolamento (4kV), non generano
scintille e non sono soggetti a rimbalzi elettrici o
meccanici, e non sono influenzabili da campi magnetici
pertanto si prestano bene per applicazioni estreme,
– possono essere comandati da ogni tipo di sistema analogico o
digitale, del tipo PLC o
un’elevata compatibilità,
microprocessore
quindi
hanno
– hanno un’elevata velocità di commutazione, dell’ordine dei
microsecondi,
– non hanno problemi di installazione sia in verticale che in
orizzontale.
Ovviamente, anche per questo tipo di relè la disponibilità
copre ogni esigenza, sia per quanto concerne la sorgente di
alimentazione disponibile (Ac o Dc) sia per quanto concerne il
tipo di applicazione (per circuiti stampati, o per
applicazioni su barra din industriali) pertanto potranno
essere del tipo a saldare, o del tipo a fissaggio su supporti,
ed in alcuni casi dove richiesto il fissaggio su adeguati
radiatori di raffreddamento, e non ultima importante
caratteristica riguarda gli assorbimenti in gioco (Ampere) da
parte dei carichi che i relè andranno a controllare o gestire,
ed anche in questo caso sia in alternata che in continua.
I relè statici come già detto sfruttano i principi e le
caratteristiche dei dispositivi a semiconduttore, per farsi
un’idea del loro funzionamento, si può semplificare la loro
struttura in uno schema a
tensione di comando in AC
alimenteranno carichi in
circuito di uscita potrà
tipo con BJT.
blocchi, considerando sia l’SSR
e con tensione di comando in DC,
AC o in DC, pertanto il blocco
essere o del tipo con Triac o
con
che
del
del
Nel caso di tensione di comando in DC, nel blocco del circuito
di ingresso sarà presente un circuito di protezione da
possibili inversioni di polarità, mentre nel caso di comando
in AC il circuito di ingresso sarà realizzato da un ponte di
diodi con filtro che fornirà il comando al blocco del circuito
fotoaccoppiatore , in entrambi i tipi di relè statici sul
corpo del relè è presente un diodo led, in genere di colore
verde, che segnala la presenza dell’impulso di comando del
relè statico.
O meglio, i blocchi che costituiscono un relè statico o SSR
sono.
– Il blocco di ingresso, dove si fornisce la tensione di
comando, ai morsetti contrassegnati con A1 ed A2
– Il blocco successivo è il blocco del fotoaccoppiatore, che
fornisce la separazione galvanica fra lo stadio di ingresso e
quello di uscita
– Il blocco che segue è quello di commutazione a zero, ovvero
la funzione zero cross, cioè la commutazione avviene quando la
tensione per il carico passa per lo zero o in prossimità, una
funzione questa che contribuisce ad una commutazione sicura,
ma al contempo inserisce un leggerissimo ritardo nei tempi
(ordine dei micros) di commutazione; questo tipo di circuito
può non essere utilizzato nei relè statiti con tensioni in DC
– Ultimo blocco è quello che riguarda il circuito di uscita
che può essere in AC o in DC, la differenza sta nell’utilizzo
di semiconduttori differenti in questo blocco, ovvero nel caso
di carico funzionante in AC lo stadio di uscita utilizzerà i
Triac,e sarà presente un circuito di protezione di tipo RC;
nel caso di carico funzionante in DC lo stadio di uscita
funzionerà con un BJT in questo caso sarà presente un diodo di
protezione.
Altra caratteristica peculiare di questo tipo di relè è la
piccola potenza richiesta per il loro pilotaggio, a differenza
dei fratelli elettromeccanici che richiedono una maggiore
potenza di comando. In sostanza questo tipo di relè se
controllati o gestiti dalle uscite di un PLC, offrono un
carico minore , e di conseguenza un assorbimento minore alle
schede di uscita del PLC rendendo meno gravoso il compito di
quest’ultimo per il loro pilotaggio, e al contempo offrono i
relè statici la possibilità di gestire grossi carichi, ovvero
carichi con assorbimenti consistenti, anche fino a decine di
kW.
Una considerazione importante da fare su questo tipo di relè,
riguarda il loro funzionamento sulla commutazione. Che sia
utilizzato per un carico in AC o un carico in DC, questo tipo
di relè non commuta un’apertura-chiusura come i contatti di un
relè elettromeccanico, ma cambia lo stato di un semiconduttore
Triac o Bjt, questo significa che quando l’SSR interrompe
l’alimentazione verso il carico non apre perfettamente il
circuito ma lascia passare una piccola corrente residua, che a
volte può mantenere alimentato il carico se questi è piccolo
(es elettrovalvola, o relè) pertanto in questi casi si ricorre
ad utilizzare un resistore di dispersione in derivazione al
carico.
Altra considerazione può essere quella relativa alla
commutazione di carichi importanti, che possono generare
durante la loro disinserzione a dei picchi di tensione, che
potrebbero rientrare nell’SSR e mantenerlo in conduzione, per
sopperire a questo possibile problema si utilizzano in genere
dei circuiti di protezione realizzati con RC, o con varistore
o nel caso di circuiti in DC si utilizzano dei diodi.
Di seguito rappresentato un relè statico della Gavazzi, di
tipo trifase in quanto ha la possibilità di interrompere tre
linee di alimentazione, come da schema raffigurato sullo
stesso relè…
ed il particolare della superficie di contatto per il
raffreddamento del relè statico….
Non ultima ma importante considerazione deve esser fatta sulla
dispersione del calore. Infatti gli SSR ad esempio per
utilizzo industriale, come quello sopra rappresentato, sono
realizzati su un supporto di alluminio, in modo da poter
essere fissati sulle delle alette di raffreddamento a seconda
dell’importanza del carico che si dovrà controllare.
DI seguito la rappresentazione di una aletta di raffreddamento
che può ospitare due relè statici di tipo monofase o un relè
statico di tipo trifase, nel kit di installazione è previsto
tutto l’occorrente per il fissaggio dell’elemento di
raffreddamento su barra din, e la pasta termica da utilizzare
fra le superfici di contatto dell’aletta di raffreddamento e
quella del relè statico, per migliorare il contatto tra le
superfici e quindi una migliore dissipazione termica.
Avendo presente l’aspetto sicurezza, occorre considerare che
il relè statico, presenta il circuito di uscita senza
separazione galvanica, pertanto offre su quest’ultimo la
possibilità di circolazione di una piccola intensità di
corrente verso il carico, e questo aspetto ai fini della
sicurezza non è positivo perché non garantisce la perfetta
apertura del circuito, pertanto volendo considerare le norme
di sicurezza contro gli infortuni, in caso di necessità
manutentive su circuiti che interessano l’applicazione degli
SSR si dovrà provvedere ad inserire un ulteriore stadio di
tipo elettromeccanico per garantire l’isolamento galvanico
richiesto.
Quindi per l’utilizzo dei relè statici occorre considerare
oltre ai vantaggi visti in precedenza , anche:
– sono per circuiti con tensione di tipo AC o DC ma non
possono funzionare per entrambi,
– hanno un costo maggiore, dei loro fratelli elettromeccanici,
– in genere sono costruiti per un solo polo, o una sola via,
– offrono delle piccole perdite quando il relè non è in
conduzione, e queste possono essere pericolose in quanto non è
presente un isolamento galvanico,
– necessita di un dissipatore, particolarmente se si utilizza
per carichi importanti.
Per quanto riguarda il collegamento di un relè statico,
risulta essere sufficientemente intuitivo e semplice, in
quanto il circuito di ingresso è identificato con
l’indicazione alfanumerica di A1-A2 (come nel caso della
bobina per i relè elettromeccanici) o con la polarità -/+ nel
caso di circuito DC, ed il circuito di uscita con L1-L2,per il
contatto che andrà a controllare il carico esterno.
Riferimenti :
Link della Gavazzi
http://it.onlinecomponents.com/carlo-gavazzi-rz3a40d55.html?p=
11061346
datasheet relè stato solido monofase gavazzi
http://www.farnell.com/datasheets/1482748.pdf
datasheet relè statico trifase gavazzi
http://it.onlinecomponents.com/datasheet/rz3a40d55.aspx?p=1106
1346
Relè : cenni.
I relè sono dei dispositivi elettromeccanici molto diffusi
nelle apparecchiature elettroniche e negli impianti elettrici,
sia in campo civile che industriale. Si differenziano per
caratteristiche tecniche di funzionamento, come la tensione
nominale di eccitazione in volt, e la portata di corrente in
ampere dei contatti; si differenziano per il numero ed il tipo
di contatti che supportano e per le dimensioni fisiche degli
stessi relè; si differenziano per il tipo di grado di
isolamento ed il tipo di installazione se su circuito stampato
piuttosto che su zoccolo o per fissaggio a parete; e non
ultimo si differenziano per il loro principio di funzionamento
se di tipo elettromeccanico o elettronico. Insomma la famiglia
dei relè è molto vasta nel mondo elettrico ed elettronico, ed
in genere si sceglie il relè in funzione della destinazione
d’uso e delle caratteristiche della tensione di alimentazione
disponibile e della portata richiesta dal carico da comandare
ed anche dalla tipologia di quest’ultimo.
Come ogni dispositivo elettrico ed elettronico anche il relè
ha il suo simbolo grafico con il quale viene rappresentato
negli schemi elettrici …
Esso viene indicato da un rettangolo che sta a rappresentare
la bobina del relè con i suoi due terminali in genere indicati
con A1-A2 , e di lato sono rappresentati i contatti che quel
tipo di relè supporta, i contatti possono essere di tipo
normalmente aperto (NO = normaly open) o normalmente chiuso
(NC=normaly closed) questi vengono indicati in alcuni casi con
dei numeri o direttamente con la sigla NO ed NC, e nel caso di
contatti deviati si trova indicato il terminale comune con la
lettera C, fatto salvo poi la possibilità di trovare dei
contatti temporizzati quindi ritardati all’apertura o alla
chiusura ad esempio, ma questo vale nel caso di relè
temporizzati.
Ovviamente le informazioni delle caratteristiche del relè :
tipo ed ampiezza della tensione di alimentazione in volta,
portata dei contatti in ampere, riferimento delle connessioni
per il cablaggio, ed altre info specifiche sulle tipologie di
carico e quindi di applicazioni del relè si possono evincere
dal relativo datasheet, mentre le info relative alle
connessioni in genere sono serigrafate sul relè stesso.
A seguire nell’immagine “resistore” ci mostra un relè della
Omron per circuito stampato con contatto deviato , sul quale
si può vedere serigrafato lo schema di connessione, ovvero i
riferimenti per la bobina ed il contatto deviato …
Quindi riassumendo il relè è un dispositivo di tipo
elettromeccanico che si può comandare a distanza con un
semplice pulsante, in serie alla tensione di alimentazione
nominale fornita ai capi della bobina. Pertanto quando la
bobina verrà eccitata attraverso il suo nucleo attrarrà
l’ancora che a sua volta con opportune leve azionerà delle
molle che chiuderanno/apriranno dei contatti elettrici.Si è
visto in una precedente esposizione il principio di
funzionamento di un relè elettromagnetico.
Di seguito l’immagine di un relè “aperto” con l’indicazione
degli elementi che lo costituiscono, si è utilizzato un relè
con contatto di scambio deviato del tipo per circuiti
stampati, anche se concettualmente non differisce dai relè per
applicazioni civili e/o industriali, se non per forma e
dimensioni…
L’utilizzo del termine relè elettromagnetico fin qui
utilizzato non è stato un caso, ma si è voluto sottolineare il
principio di funzionamento di questo relè che sfrutta l’azione
del campo magnetico generato dalla corrente elettrica che
scorre nella bobina, e tale campo va ad agire su di un’ancora
che azionerà un determinato numero di contatti.
Diverso invece è un altro tipo di relè, quello elettronico o
meglio noto come relè statico, proprio perché non ha parti in
movimento, poiché lo stato dei contatti cambia grazie ad un
componente elettronico opportunamente polarizzato, di seguito
una loro immagine, lascio però questo tipo di relè ad un’altra
eventuale esposizione.
Ora il concetto visto per il sistema dei relè elettromagnetici
non cambia nella sostanza, pur cambiando forma e
caratteristiche degli stessi, pertanto una prima suddivisione
può essere del loro tipo di funzionamento:
– I relè monostabili, ovvero quei relè che assumono una sola
condizione di riposo,
– I relè bistabili , ovvero quei relè che assumono due
condizioni di riposo a ritenuta magnetica e sono
caratterizzati da due bobine per cambiare lo stato dei
contatti ,
– I relè passo-passo o ad impulso, sono caratterizzati da un
meccanismo che attraverso una camma eccitata dalla bobina di
volta in volta cambia stato ai suoi contatti, ad ogni impulso
che riceve la bobina,
– I relè temporizzatori, lo stato dei loro contatti può essere
del tipo ritardo all’eccitazione o ritardato alla
diseccitazione, e possono essere di diverse forme e tipologie
costruttive relativamente al loro sistema di temporizzazione,
di tipo meccanico, di tipo pneumatico, con motorino o di tipo
elettronico.
Il relè monostabile o a rilascio, è quel relè K1 che cambia
stato ai suoi contatti, (13-14 / 23-24) sin quando la sua
bobina è eccitata attraverso S1, al momento in cui manca
l’eccitazione nella bobina, o meglio la tensione di
alimentazione ai suoi capi, i contatti tornano nella loro
condizione di riposo. In questo tipo di relè qualora fosse
necessario per mantenere lo stato anche al mancare della
tensione di alimentazione ai capi della bobina si realizza una
modifica al circuito di alimentazione sfruttando un contatto
K1 (13-14) ausiliario di tipo NO dello stesso relè in
parallelo al pulsante S1 di comando della bobina, questo
circuito si chiama circuito di ritenuta del relè. Perché il
relè poi torni nella sua condizione di riposo sarà compito di
un ulteriore pulsante S2 di tipo NC in serie al positivo di
alimentazione a tagliare l’eccitazione della bobina.
Il relè potrà poi come già detto supportare diversi tipi di
contatto di tipo NO ed NC con caratteristiche differenti, ma
con lo scopo di controllare o comandare un carico esterno,
nell’esempio del relè monostabile il contatto K1 di tipo NO
(23-24) interrompe l’alimentazione alla lampada L1 che sta a
rappresentare il carico. Di seguito due relè di tipo
monostabile con contatto deviato a sinistra e con doppio
contatto a destra per utilizzo su pcb …
Occorre poi considerare che a seconda della tipologia di relè
si possono avere si caratteristiche differenti e dimensioni
differenti, ma anche installazioni differenti (per pcb, per
uso civile o industriale) e dispositivi ausiliari; ad esempio
nel caso dei relè per utilizzo su barra din (industriali) può
essere presente una leva per la forzatura manuale di scambio
del relè, ed un diodo led di indicazione di stato, di seguito
resistore ci mostra una leva di forzatura manuale di un relè
da barra din, per applicazioni industriali del tipo …
I relè bistabili, sono del tipo a ritenuta magnetica o
meccanica, il loro funzionamento avviene per mezzo di due
stati di set e reset con altrettante bobine. Questo tipo di
relè ha due bobine, con una assume una condizione di stato
(set) e con l’altra lo si riporta nelle condizioni di riposo
(reset). Per quanto riguarda la condizione di ritenuta di tipo
meccanico, questa permette di far si che una bobina assuma uno
stato solo se l’altra è diseccitata, si inserisce cos’ una
sorta di interblocco meccanico, che consente di lavorare ad
una sola bobina alla volta solo se l’altra è a riposo.
Di seguito una possibile rappresentazione schematica…
E nell’immagine a seguire un tipo di relè bistabile della
Omron, con relativo zoccolo per barra din; un relè per
utilizzo di tipo industriale …
Sulla scocca del relè Omron MK2P si può notare la serigrafia
dello schema relativo alle connessioni dei contatti peri
relativi piedini e la presenza delle due bobine di set-reset,
ovviamente i piedini numerati corrispondono ai numeri
riportati sullo zoccolo ed i relativi punti di connessione per
il cablaggio. Anche per questo tipo di relè esiste la
possibilità di manovrarli manualmente, agendo sul comando
manuale posto sul relè, ed in genere riconoscibile perché di
colore dedicato (levetta blu o arancione).
I relè passo-passo o ad impulso, sono riconoscibili perché
hanno un meccanismo realizzato da una camme che di volta in
volta azionata dall’eccitazione della bobina fa cambiare di
stato i suoi contatti, e questo per ogni impulso che riceve la
bobina.
Di seguito rappresentato un possibile schema di funzionamento
di un relè passo-passo…
I relè passo-passo a seconda dei contatti utilizzati, possono
essere di diverso tipo, o meglio:
-relè passo-passo interruttore unipolare
-relè passo-passo interruttore bipolare
-relè passo-passo deviatore
-relè passo-passo commutatore 4 sequenze
-relè passo-passo commutatore 3 sequenze
-relè passo-passo deviatore 4 sequenze
Questo tipo di relè è molto utilizzato in ambito civile per
comandare in sequenza l’accensione di diversi punti luce, da
un unico (o più) punti di comando. I più utilizzati sono il
relè interruttore ed il relè commutatore, differiscono per il
tipo di camme ed il numero di contatti.
Di seguito sono rappresentati i due tipi di relè passo-passo,
interruttore e commutatore, e si possono notare le differenti
camme e numero di contatti …
Relativamente al relè commutatore è possibile anche vedere (ad
ogni eccitazione della bobina) lo stato dei contatti.
I relè temporizzatori, possono essere di tipo elettromeccanico
od elettronico e vengono utilizzati sia in ambito civile che
industriale, per determinare delle sequenze operative su
macchine o impianti. Il loro funzionamento è di per se
semplice, in quanto ad eccitazione avvenuta della loro bobina,
trascorso il tempo prefissato cambiano lo stato dei loro
contatti, collegati al circuito interessato. Di seguito alcuni
tipi di temporizzatori e il loro schema di collegamento…
Il relè con ritardo all’eccitazione, una volta eccitata la sua
bobina, trascorso il tempo impostato avviene la commutazione
dei contatti, viceversa nel relè con ritardo alla
diseccitazione nell’istante in cui si eccita la bobina, i
contatti commutano per poi tornare alla condizione di riposo
trascorso il tempo impostato, nel terzo tipo sono contemplate
entrambe le funzioni.
Alcune note sulle caratteristiche dei relè
Occorre sempre aver ben presente che
ogni
relè
è
caratterizzato oltre che dal suo funzionamento, anche dalle
sue caratteristiche elettriche di funzionamento, che
riguardano in primis la tensione di alimentazione della bobina
di eccitazione, sia per ampiezza che per forma. In questo
senso si hanno relè funzionanti in tensione continua ed in
tensione alternata, e per ampiezze differenti in genere per
tensioni di 12 V,24V,110V,230V.
La tensione nominale di funzionamento della bobina di un relè
indica il valore per il quale quella bobina è stata
progettata, pertanto quella di funzionamento. Nella pratica
seppur differente occorre assicurarsi che la tensione sia
sufficiente a far funzionare correttamente il relè (tensione
minima di funzionamento) e con non lo faccia surriscaldare
(tensione massima di funzionamento), e che consenta alla
bobina di mantenere lo stato dei contatti (tensione di
mantenimento).
Le tensioni in genere vengono indicate con valori del tipo
110-127 Vac…220-240 Vac. Relativamente ai contatti, la loro
portata espressa in Ampere è la caratteristica fondamentale,in
genere sono in grado di interrompere una corrente massima di
10-16 A ad una tensione di 250 V.
Per quanto concerne le connessioni al circuito elettrico, si
utilizzano dei morsetti a vite, sul relè stesso o sugli
zoccoli quando questi sono previsti, la corrispondenza delle
connessioni fra terminale del relè e dello zoccolo è indicata
con dei numeri serigrafati sullo zoccolo e sulla scocca del
relè.
Con questa esposizione si è voluto fare una panoramica sulle
tipologie di relè,senza voler essere esaustiva, restando
disponibile per eventuali migliore sull’esposizione o
richieste.
Paper Chromatography
Warning, the following English translation is made with Google
automatic translator, and there may be errors. Thank you
Paper chromatography is a separation technique based on the
particular different capacity which have the components of a
homogeneous mixture of distributed between a solid surface
(stationary phase) and a fluid said eluent (mobile phase) to
stratify in different positions on the support. The stationary
phase can be formed from paper, filter paper or preferably by
chromatographic paper, while the mobile phase depends on the
type of sample that you want to treat. Generally, the eluent
is formed from a mixture of various kinds of solvents that are
more or less related to the components of the mixture to be
separated and have well-defined and precise concentrations
laboratory experience. The separated components are determined
qualitatively and quantitatively by means of suitable
detectors. A possible test, to be able to perform in a school
laboratory, is to try to divide a homogeneous mixture of inks,
obtained scribbling a piece of paper with different types of
colored pens and markers. Before proceeding with the
chromatography you will necessarily make an extraction with a
solvent (ethyl alcohol and acetone at 50%) to solubilize the
inks present on the piece of paper.
Objective: To separate the various components of a mixture of
inks with the chromatographic method. Material: a 100-ml
graduated cylinder, filter paper, scissors, micropipette or
Pasteur pipette.
Reagents: ethanol, acetone.
Risk assessment: The paper chromatography does not present any
particular risk except for the use of solvents which are
linked MSDSs. Working using the hood and in the presence of
the laboratory teachers. Procedure: Cut a rectangle of filter
paper having a slightly lower side of the diameter of a 100 ml
graduated cylinder and the height of about 3-4 cm higher than
the same. Check that the paper strip accommodation well within
the cylinder and fold the upper part so as to hold the strip
taut and without ripples.
[caption
id="attachment_1941"
align="aligncenter"
width="78"]
Cylinder with paper[/caption]
Withdraw the strip and place it on the shelf inside a fume
hood. Taking a drop of ink mixture with a micropipette or a
pasteur pipette, lay it down to about 4-5 cm from the edge of
the rectangular strip of paper and let it dry. You can also
plot directly with the always colored pens in the same area
thereby preventing the passage of the initial extraction with
solvents.
[caption id="attachment_1942" align="aligncenter" width="320"]
Deposition of ink mixed with micropipette[/caption]
In the graduated cylinder add approximately 5 ml of eluent
consisting of ethanol and acetone to 50%. Insert the strip in
cilidro so as to allow the mixture of the two solvents to move
up the paper by capillary action. Wait about an hour until the
eluent front reaches the upper part of the cylinder.
[caption id="attachment_1943" align="aligncenter" width="144"]
Chromatographic results[/caption]
The dyes of the mixture separates into its components due to
different solubility in the solvent and that these have
different affinities to that set with the stationary phase.
Remarks: the chromatographic separation of the inks is
obtained after a few hours using the filter paper and as
eluent a mixture of ethanol and acetone to 50%. But since the
paper a non-homogeneous medium, they will not see much of the
separate bands, but as you can see from the picture above,
will form more or less overlapping trails. If, in fact, change
the stationary phase with the homogeneous granular material,
such as silica gel made to adhere on a glass plate, you can
obtain the best results as in the photos below.
[caption id="attachment_1944" align="aligncenter" width="320"]
Confronto tra cromatografia degli inchiostri su carta e su
strato di gel di silice[/caption]
Or get some spectacular special effects like the flower of
inks.