Arduino Lektion 97: Solid State Relais

In diesem Beitrag möchte ich das Solid State Relais (kurz „SSR“) für den Arduino vorstellen. Des Weiteren möchte ich auch auf die Unterschiede zwischen einem „normalen“ und einem Solid State Relais eingehen.

Mit einem Solid State Relais kann man eine Wechselstromquelle schalten. D.h. wir können nicht so einfach eine LED oder andere mit Gleichstrom betriebene Aktoren steuern.

Bezug

Das Solid State Relais gibt es wie auch die „normalen“ Relais Module in verschiedene Ausführungen (einfach, 2fach, 4fach, 8fach). Die Preise sind auch sehr gut dem „normalen“ angeglichen, daher lohnt sich meiner Meinung nach die Anschaffung dieses SSR mehr als einem „normalen“ Relais.

Auf ebay.de kann man die SSRs schon ab ca. 1,36 € inkl. Versandkosten* (aus China) erwerben, wenn man mehr die deutschen Shops unterstützen möchte, so muss man etwas tiefer in die Tasche greifen (ca. 4,99 € inkl. Versandkosten), hat dann aber eine deutlich bessere Lieferzeit.

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Ich habe auf mein Relais knapp 2 Monate gewartet, dieses nehme ich gerne in Kauf, wenn die Bauteile für Tutorials erwerbe, wenn ich jedoch die Bauteile für ein Projekt benötige, so bestelle ich schon mal im Inland.

Aufbau

Ein SSR ist vom Aufbau komplett anders als ein „normales“ Relais.
Schauen wir uns einmal zunächst das SSR an und dann ein „normales“ Relais.

Solid State Relais

Das Solid State Relais (im folgenden nur noch als SSR benannt) besteht aus 2 Schaltkreise, welche durch eine galvanische Schicht voneinander getrennt sind.

Durch diese zwei Schaltkreise entfallen wie bei einem „normalen“ Relais die beweglichen Teile und somit können diese bei schnellen Schaltvorgängen nicht „verkleben“.

Ablauf

Wenn die LED eingeschaltet wird, wird dieses durch einen Fotowiderstand registriert und dieses schaltet wiederum den Triac bzw. MOSFET (kurzform von „Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor“).

„normales“ Relais

Ein „normales“ Relais besteht aus beweglichen Kontaktfedern, welche durch das Aktivieren einer Spule (anlegen einer Spannung) zusammen gedrückt werden. Wenn man nun die Spannung von der Spule wieder entnimmt, so trennen sich die Kontaktfedern.

Problem bei schnellen Schaltvorgängen

Wenn man nun sehr, sehr schnell das Relais aktiviert und deaktiviert so kann es passieren, dass die Kontaktfedern verkleben, d.h. durch die entstehenden Ströme kleben diese zusammen.

Anschluss des Solid State Relais an einen Arduino

Das SSR Modul verfügt über eine 3fach Schraubklemme welche auf der Vorderseite mit „DC+“, „DC-“ sowie „CH1“ gekennzeichnet sind.

Solid State Relais	Arduino
DC+	5V
DC-	GND
CH1	digitaler Pin D2

Schaltung

In der nachfolgenden Schaltung verwende ich eine 230V Stromquelle.

Beachte immer die 5 Regeln im Umgang mit Spannungen > 24V:

1. Freischalten
2. Gegen Wiedereinschalten sichern,
3. Spannungsfreiheit allpolig feststellen,
4. Erden und kurzschließen,
5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken

Quellcode

Da das Relais über einen einfachen digitalen Eingang verfügt, welchen wir lediglich auf HIGH bzw. LOW setzen müssen, um den Zustand zu ändern ist das Programm doch sehr übersichtlich.

#define relais 2

const int PAUSE = 2500;

void setup() {
  pinMode(relais, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(relais, HIGH);
  delay(PAUSE);
  digitalWrite(relais, LOW);
  delay(PAUSE);
}

Video

Fazit

Ein Solid State Relais ist gut geeignet um eine Wechselstromquelle zu schalten und als Ersatz für ein „normales“ Relais. Jedoch kann man mit diesem nur Wechselstromquellen schalten und ist nicht so universell einsetzbar wie ein „normales“ Relais. Es entfällt auch das lästige klicken beim Einschalten des Relais.