Relé de estado solido (SSR)

Como parte de varios proyectos que tengo en mente, quise construir un SSR simple y de bajo costo que pudiera utilizar en todos ellos. Utilizar SSRs comerciales no sólo está fuera del presupuesto, sino que tampoco es divertido comprarlos y utilizarlos, además de que su tamaño es enorme.

Aquí podemos al circuito construído.

2015-03-08 14.39.42 2015-03-08 14.39.19

No estoy innovando ni nada por el estilo, sólo he querido compartir este proyecto con ustedes. Investigué en muchas fuentes y experimenté con varios circuitos, y finalmente me quedé con el que les voy a presentar.

Captura de pantalla de 2015-03-08 15:02:42

El proyecto está diseñado en Kicad. Esta aplicación es la mejor de su tipo en la cancha del Open Source, y los que aún no lo usan deberían darle una oportunidad. (De hecho no puedo entender porqué la gente usa Eagle PCB, si está lleno de restricciones, y no es tan bueno como Kicad.)

El PCB lo diseñé de una sola cara para que fuera fácil de construir tanto por novatos como por profesionales. Van a encontrar que el archivo ssr-moc3041.kicad_pcb tiene cuatro tarjetas, ya que sería un desperdicio de tiempo y recursos hacer solamente uno, debido a que el circuito es muy compacto. Por supuesto que el diseño acepta mejoras, pero por el momento me ha servido así como está.

Captura de pantalla de 2015-03-08 15:04:22

El triac BTA16-400B está dimensionado para manejar cargas de hasta 16 A de manera continua, y 160 A de pico. Sin embargo, dependiendo de cada aplicación podría ser necesario utilizar un disipador de potencia más grande o un ventilador. Tomen esto en cuenta si piensan encerrar al circuito en una caja.

(Ups, llegado a este punto de la redacción no veo la forma de adjuntar los archivos del proyecto. A los interesados se los podría mandar por email. Y si saben cómo subirlos por favor háganmelo saber.)

A continuación el “disclaimer” o  liberación de responsabilidades para mí:

ESTE PROYECTO ES ENTREGADO A LA COMUNIDAD ELECTRÓNICA DE BUENA FE, Y NO ME HAGO RESPONSABLE POR LOS DAÑOS PERSONALES, A TERCEROS E INFRAESTRUCTURA CAUSADOS POR LA CONSTRUCCIÓN, USO Y MAL USO DE ESTE CIRCUITO. LOS POSIBLES DAÑOS CAUSADOS SON ÚNICA Y EXCLUSIVAMENTE RESPONSABILIDAD DE QUIEN CONSTRUYA, USE Y OPERE ESTE CIRCUITO. ASÍ MISMO, ESTE CIRCUITO TRABAJA CON ALTA TENSIÓN (127 VAC) QUE PODRÍA CAUSAR DAÑOS, E INCLUSIVE LA MUERTE SI NO SE PRESTAN LAS DEBIDAS PRECAUCIONES. SI EL USUARIO NO TIENE EXPERIENCIA CON ESTA TENSIÓN SE RECOMIENDA PEDIR ASISTENCIA A UN PROFESIONAL DE LA ELECTRICIDAD, O EN UN CASO EXTREMO, NO CONSTRUIRLO.

Una vez dicho lo anterior, espero que el circuito les sea de utilidad. Cualquier comentario es bienvenido.

Edición 26/oct/19: PDFs para transferencia térmica

Aquí puede descargar la capa de cobre y la capa de serigrafía. No es necesario imprimir en modo espejo, los archivos están listos para ser impresos en una impresora láser y ser transferidos con métodos térmicos. Es importante que antes de hacer la transferencia al cobre verifique que las dimensiones son las correctas. Los diagramas están impresos 1:1, pero muchas impresoras aplican pequeños ajustes invisibles. Esto significa que un paso 100 (100 mils ó 0.1 in) podría ser más pequeño o más grande, volviendo inservibles los diseños. Por favor haga la verificación.

Disipación de calor

En caso de que el disipador de calor propuesto quede “chico” será necesario utilizar aire forzado (ventilador). También se puede utilizar la técnica de los SSRs profesionales. Si quiere conocer esta técnica, por favor hágamelo saber en los comentarios. Si Ud escoge el TRIAC equivocado, se podrían provocar electrocuciones. Y si Ud se decide por esta técnica, es bajo su responsabilidad.

¡Saludos!

12 respuestas para “Relé de estado solido (SSR)”

    1. Hola, no se los puse porque en ese momento no los tenía a la mano. Sin ellos funciona igual de bien, pero es importante mencionar para qué son: su función es la de una fuente de corriente constante para que circule una corriente constante conocida a través del LED del optoacoplador, independiente del voltaje de entrada. Esto es con la idea de que tal LED se comporte correctamente ante cualquier voltaje de entrada, que según el diseño, puede ir desde 3.0V hasta 12.0V.

    1. Hola, gracias por leer mi blog. Claro que puedo compartir el PCB, pero antes tengo una pregunta para saber el formato en el que lo debo subir, ¿planea mandar a hacer la tarjeta con un profesional, o piensa hacerlo de forma casera? El proyecto está en KiCAD, y puedo proporcionarte los Gerbers; en el segundo caso un PDF es suficiente. Avíseme por favor.

      Por otro lado, la corriente máxima de los triacs es de 16A, aunque usarlos a su máxima capacidad es riesgoso. Si la maquinaria que pretende manejar a través de éstos es menor que 16A, digamos 12A (para tener un márgen de seguridad) me parece que no tendría ningún problema. También, en caso de utilizarlos a potencias altas, le recomendaría soldar alambres de cobre de calibre 12AWG de los pines del TRIAC al conector de salida de tornillo, siguiendo las propias pistas. A altas potencias no funciona el simple estañado de las pistas.

      Creo que no existe ningún problema en que la maquinaria sea trifásica; va a requerir 3 de estos SSRs, uno por fase. Eso sí, debe asegurarse que TODOS se activan/desactivan al mismo tiempo.

      Así mismo, cada SSR deberá tener un disipador de calor adecuado; o en su defecto, disipadores regulares (como el mostrado) pero con buena ventilación forzada (ventilador de PC). Antes de montar los SSRs, le recomendaría probarlos a su máxima capacidad bajo condiciones controladas.

      Y por supuesto me gustaría conocer su funcionamiento en un proyecto real. Si tiene más dudas, por favor hágamelas llegar =)

      1. Muchas gracias por tomarse el tiempo de responder.

        La tarjeta planeo hacerla casera, con baquelita.

        Con respecto al tipo de motor trifásico, quiero hacerlo en serie para que los 3 se activen con una sola linea.

        y con respecto al funcionamiento, la prueba es para un motor trifásico y activar los SSR´s através de un Arduino.

        Le agradeceria me compartiera la información, excelente blog, un saludo desde México.

  1. buenas quisiera saber si es posible solo cambiar el moc3041 por el 3011 y que el circuito soporte los 12 volts maximos de entrada, y si no en que se debe cambiar el circuito

  2. Hola, gracias por tomarte el tiempo de leer mi blog.

    La técnica a la que me refiero es colocando al triac por debajo del PCB, con su espalda metálica hacia afuera. Aunque es una posición rara permite que el disipador de calor externo (de grandes dimensiones) esté en contacto directo con el triac.

    Cualquier otra pregunta házmela llegar.

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