Un relè fatto in casa?
prevedo i commenti...
.. e a cosa cavolo serve??
In commercio troviamo un numero infinito di modelli di relè
Perché dovremmo costruirne uno?
Sono passate molte decine di anni da quando all’autocostruttore non è più richiesta la realizzazione dei singoli componenti, quando era possibile realizzarla. Anche oggi qualcosa può essere vantaggiosamente modificato per adattarlo alle nostre esigenze del momento.
Due righe di elettrotecnica…
Un relè funziona grazie al flusso magnetico generato dalla corrente che scorre della bobina, siamo alle prime pagine di qualsiasi testo di elettrotecnica. La bobina del relè ha molte spire per generare il flusso magnetico necessario ad attirare l’ancora che muove i contatti con una relativamente piccola corrente.
Su ogni relè che abbiamo fino ad ora utilizzato è riportata la tensione a cui il relè funziona anche se il flusso magnetico è generato dall’intensità di corrente che scorre nel filo della bobina.
-- La densità di flusso magnetico in un solenoide a uno strato è definito come:
H = NI/L
Dove N è il numero delle spire,
I è la corrente che scorre nel solenoide
L è la lunghezza dell’avvolgimento.
Per bobine a più strati le cose si complicano, ma il nostro scopo non è di calcolare la densità di flusso quanto capire quali parametri influenzano il campo magnetico all’interno del nucleo del nostro relè.
Per ottenere il campo magnetico necessario al funzionamento del relè possiamo avere molte spire percorse da una piccola corrente oppure poche spire percorse da una corrente più robusta. La lunghezza dell’avvolgimento non possiamo modificarla essendo determinata dal rocchetto originale del relè. Forte di questa riflessione ho distrutto la bobina di alcuni relè per poi riavvolgerla con poche spire di filo di diametro maggiore.
I relè ottenuti hanno bisogno di una corrente piuttosto alt
a, pertanto non possiamo più alimentarli normalmente in “parallelo all’alimentazione”, ma possiamo utilizzarli come sensori di corrente mettendoli in serie a un carico. La caduta di tensione ai capi della bobina è bassa, e in ogni caso dipendente dal diametro del filo utilizzato, ma NON è MAI pari a zero!!
Per le prove ho utilizzato carichi vari con cui ho determinato la corrente necessaria a far scattare il relè.
I relè utilizzati sono dei modelli per corrente continua, originariamente a 12 Vcc (recuperati da vecchi antifurti per auto), hanno il rocchetto lungo 9 mm con diametro di 7 mm, è stata utilizzata della normale trecciola di filo isolata. L’impiego definitivo di filo di rame smaltato aumenta il numero delle spire, ma non consente l’impiego di diametri maggiori.
Ecco i risultati che ho ottenuto:
- Con 15 spire, diametro del filo 0.70mm il relè scatta con 2-3 A
- Con 7 spire, diametro del filo 1 mm, il relè scatta con 5-6 A
- Con 3 spire, diametro del filo 2 mm, il relè scatta con 10 A circa
La corrente di eccitazione può essere pari a 2 – 3 volte quella necessaria per mantenere eccitato il relè, per questo le comuni lampadine costituiscono il carico ideale avendo un picco di corrente all’accensione, con filamento freddo, molto alto rispetto alla corrente nominale a regime.
Come vediamo la corrente con cui il relè scatta non è un valore preciso, dunque il nostro relè potrà essere utilizzato quale sensore di corrente quando non sia richiesta né precisione, né velocità; controllare l’accensione di lampade o robusti carichi remoti, interruttore di minima per carica batterie o generatori in genere, per comandare ventole di raffreddamento.
Il vantaggio di questo relè è nella sua semplicità che garantisce un periodo di buon funzionamento certamente molto lungo.
E’ evidente che sull’avvolgimento, per quanto formato da poche spire, si ha una caduta di tensione che avrà in valore sicuramente basso, ma che non sarà assolutamente pari a zero… Dunque il tutto dovrà essere posto in serie tra lo stadio di filtro e lo stabilizzatore, nel caso di utilizzo su un alimentatore di tipo lineare. La cosa andrà valutata di volta in volta, decidendo se la caduta di tensione introdotta dal dispositivo sia o meno importante ai fini del buon funzionamento dell’apparecchio.
Se il carico è in alternata?
Se il carico da controllare è alimentato a rete, o comunque in alternata, le cose possono essere affrontate in modo analogo, con un paio di premesse.
Il relè appena realizzato non è in grado di funzionare in alternata perché i contatti vibrerebbero al doppio della frequenza di rete. Il relè per corrente continua, infatti, si diseccita ogni volta che la tensione alternata passa per lo zero, due volte ogni periodo.
I relè per corrente alternata hanno un avvolgimento in cortocircuito a circa metà del nucleo, in questo modo metà del flusso magnetico viene sfasato e l’eccitazione è mantenuta anche quando la tensione alternata passa per lo zero.
Dobbiamo dunque distruggere e riavvolgere un esemplare adatto per corrente alternata. Il risultato sarà un interruttore magnetico analogo ai vecchi magnetotermici montati dall’Enel.
In entrambi i casi avremo un segnale di tipo ON OFF, caratterizzato da una forte isteresi determinata dal fatto che la corrente necessaria a generare il flusso magnetico sufficiente a mantenere il relè eccitato è molto minore di quella necessaria a eccitare il relè.
Questa pensata fa parte di un pezzo più ampio, che ha visto la luce più recentemente su una nota rivista del settore, (a mio nome, lo specifico per fugare dubbi che spesso sono più che legittimi). L'idea è certamente strana, ma in qualche occasione potrebbe rappresentare il classico Uovo di Colombo, siamo ormai talmente abituati a pensare in modo elettronico, se non ricorrere persino all'impiego di logiche programmabili, trascurando spesso cosa abbamo tutti studiato al primo anno di specializzazione...
Ok, sono pronto, sparate!
