Röle

Röle, bir tür elektrik anahtarıdır. Yani evimizdeki lamba anahtarlarıyla aynı işi yapar. Peki aynı işi yapıyorsa neden farklı bir devre elemanı var?

Bir elektrik anahtarının düğmesine bastığımızda akımın akmasına izin verir, tekrar bastığımızda da engelleriz. Rölede ise bir düğme yoktur. Bunun yerine bir bobin bulunur. Bobin üzerine DC gerilim uygulandığında sabit bir manyetik alan oluşur. Yani bobine enerji verildiğinde mıknatıs elde edilir. Bu da büyük bir avantajdır. Çünkü gerektiği zaman mıknatıslık özelliği gösteren, gerektiği zaman da mıknatıslık özelliğini kaybeden bir cihaz elde etmiş oluruz. Bu özellikten faydalanılarak pek çok ürün geliştirilmiştir. Elektrik motorları, bazı trenler ve kapı zilleri de dahil olmak üzere saymakla bitmez elektromıknatısların kullanım alanları… Bu ürünlerden biri de röledir. Elektromıknatıs yardımıyla hareket ettirilen kontaklar sayesinde elektrikle kontrol edilen bir elektrik anahtarı yapmak mümkün olmuştur.

Şimdi gelelim bu durumun bizler için sağladığı avantajlara… Çevremizden örnekler vermek gerekirse, harekete duyarlı lambalar, uzaktan kumandayla açılıp kapatılabililen prizler, zaman ayarlı prizler, rölelerin pek çok kullanım alanından bazılarıdır. Röle ile büyük güçlü elektrikli cihazlar; dijital devreler yardımıyla kontrol edilebilir olmuştur. Bu zaten transistör gibi elemanlarla da yapılabiliyordu ancak röle kullanmanın sağladığı bazı avantajlar var.

Röle kullanmanın avantajları

Bunlardan en önemlisi, rölenin elektriksel izolasyon sağlamasıdır. Düşük voltajlı dijital bir devreyle şehir şebekesine bağlı yüksek voltajlı bir elektrik devresi kontrol edileceği zaman güvenlik gerekçesiyle bu iki devre arasında elektriksel bir bağlantının olmaması istenir. Rölenin bobini ve kontakları arasında hiçbir elektriksel bağlantı bulunmadığından röleler böyle uygulamalarda tercih sebebidir. Transistörle anahtarlama yapıldığında ise yükün voltaj referansıyla transistörün bağlı olduğu dijital devrenin voltaj referansının aynı olması gerekir. Bu da yüksek voltajlı uygulamalarda büyük bir güvenlik riskidir. Diğer bir avantaj ise verimdir. Çoğu büyük güçlü uygulamada röle kullanıldığında transistöre göre daha az enerji boşa harcanır.

Röle kullanmanın dezavantajları

Bir transistörle röleyi karşılaştıracak olursak transistörün anahtarlama hızı kHz seviyelerindeyken rölenin bu hıza ulaşması mümkün değildir. Örneğin bu sebeple büyük güçlü bir lambanın parlaklığı kontrol edilecekse röle kullanılamaz. Küçük güçlü ve pille çalışan uygulamalarda transistör kullanmak daha az enerji harcayacaktır.

Röleler nasıl kullanılır

Bir rölenin iki tanesi bobin bacağı, diğer iki tanesi de kontak bacağı olmak üzere en az 4 bacağı vardır. Kontak sayısına bağlı olarak bu sayı değişebilir. Bu örnekte kullanacağım röle, sıkça kullanılan 12v rölelerden. Kontaklar için 3, bobin için 2 bacağı var. Bu üç bacaktan biri ortak, diğeri normalde kapalı, sonuncusu da normalde açık olandır. Röle bobinine enerji verildiğinde normalde kapalı kontaklar açılır, normalde açık kontaklar kapatılır. Ortak ile kapalı kontaklar iletkendir.

Röle kullanırken dikkat edilmesi gerekenler

Şuna dikkat edelim, röle bobinine giden enerjiyi kestiğimiz anda çok yüksek bir potansiyel fark oluşur. Bu voltaj, bobine verdiğimiz voltajla ters kutuplara sahiptir ve manyetik akının bir anda kırılması sebebiyle oluşur. Dijital devrelerle çalışırken, röle bobinine giden enerjinin kesilmesi anında oluşan bu voltaj, devrenin kısa zamanda bozulmasına sebep olacaktır. Bu durumun önüne geçebilmek için bobine paralel olarak bir diyot bağlanır. Bu diyotun röle beslemesine ters kutuplu olması çok önemlidir, yoksa bütün akım diyot üzerinden toprağa akacaktır. Ters kutuplu diyot üzerinden akım geçmeyeceğinden; diyot, devrenin normal çalışması sırasında herhangi bir etki göstermeyecektir. Ancak bobine giden enerji kesildiği anda beslemeye ters kutuplarla oluşan voltaj, bu diyot üzerinden geçerek kaybolacaktır. Bu şekilde elektronik devrelerin bozulmasını engellemiş olursunuz.

Mikrodenetleyici ile rölenin en doğru şekilde kontrol edilmesi

Bir mikrodenetleyiciye röle bağlıyorsak çok yüksek ihtimalle şehir şebekesiyle çalışan bir cihazı kontrol etmek istiyoruzdur. Bunu yaparken kesinlikle şebekeye bağlı devrenin mikrodenetleyici devresinden elektriksel olarak bağımsız olması gerekecektir.

5 volt ile çalışan bir mikrodenetleyici ile 5 volt bobin voltajı olan bir röleyi sürerken röle bobinini doğrudan mikrodenetleyiciye bağlamamalısınız. Bunun sebebi, mikrodenetleyicilerin çıkışlarından çekilebilecek akımın çok sınırlı olmasıdır. Bunun yerine bir transistör ile rölenin bobinini sürmelisiniz. Bu durum tabii ki 5 volttan daha yüksek voltajla çalışan röleler için de geçerli. NOT: Yukarıda da bahsettiğim gibi, kesinlikle bobinin beslemesine ters kutuplu bir diyot koymadan bir mikrodenetleyiciye veya transistöre röle bağlamayınız.

Şimdi sizlere Arduino ile kullanılan röle modülünün devre şemasını paylaşacağım. Mikrodenetleyici ile röle kullanırken bu devreyi tercih ederseniz daha güzel olacaktır. Çünkü bu devrede mikrodenetleyici ve röle için ayrı güç kaynakları kullanıyorsanız onlar da izole olarak çalışacaktır. Optokuplör ile ilgili yazımızı okumak için https://blog.turkiyeelektronik.com/2016/03/04/optokuplor/ adresine bakabilirsiniz.

Umarım anlaşılır ve faydalı bir yazı olmuştur. Anlamadığınız yerler olursa veya ek bilgiye ihtiyaç duyarsanız sorunuzu yorumlardan sormaktan çekinmeyin. Eğer içeriği faydalı bulduysanız paylaşarak bana destek olabilirsiniz :)) Başka bir yazıda görüşmek üzere…