Радиореле что это такое
2 Схемы
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Радиореле на 220 В с пультом
В советских хрущёвках слишком высоко вешают выключатели (наверное чтобы дети не дотянулись, это по задумке проектировщиков наверное сделано чтобы они так и сидели в темноте, пока не придут взрослые). Но в данном случае трудности с высоко расположенным выключателем возникли у человека очень почтенного возраста. Совсем уж собравшись передвинуть выключатель чуть ниже, нарастим его проводами в пол метра, вовремя вспомнил про радиореле.
Если кто впервые слышит про такую штуку напомню, что комплект беспроводного реле нужен для дистанционного управления любой нагрузкой 220 вольт. В данном случае потолочной лампой. Имеется брелок с кнопками или небольшая коробочка с батарейкой, в форме выключателя, крепящаяся в любом удобном месте на двухсторонний скотч, и несколько модулей приемников которые подключаются к лампам.
Кратковременное нажатие на клавишу пульта приводит к генерации радиочастотного сигнала, принимаемого приёмной частью в радиусе метров 30. Один раз нажимаем кнопку свет включается, другой раз – выключается. В комплекте батарейка А27 12 В. Размеры приёмной части чуть больше спичечного коробка.
Технические характеристики радиореле
На самом деле такая аппаратура дистанционного управления уже стояла на настенном светильнике (чтобы ночью не шарить по стенам в поисках выключателя), срабатывая от брелка с прикроватного столика.
И эта штука верой и правдой служила почти 5 лет, причём даже ни разу не меняли батарейку – так и работает до сих пор. Вот только теперь потребовалось управлять уже тремя разными лампами: в ванной, кухне и комнате. Для этого и был куплен 3-х канальный блок радиореле.
Установка радиореле
Хорошо, с теорией разобрались, переходим к практике, точнее установке к сети. Эти радиоуправляемые реле могут работать в двух режимах:
В данном случае нужен именно второй вариант управления. Согласно приложенной инструкции всё предельно понятно – сеть 220 вольт подключается к двойной клемме, а с другой стороны (где 3 клеммы) нужно прикрутить нагрузку, то есть провода от лампочки.
Но опять же, это чисто для удобства монтажа, если нет паяльника – просто соедините проводком.
Едем дальше, попробовал это реле на столе и убедившись что оно надежно срабатывает от пульта (понять это можно по характерному щелчку электромагнитного реле и свечению маленького красного светодиода на плате), прикручиваем нагрузку, закрываем коробочку и размещаем в любом удобном месте (желательно скрытом, например в потолочном плафоне лампы).
Светильник заработал. Переходим к люстрам в ванной и на кухне. Здесь всё так же прошло без проблем. Только на кухне не удалось открутить провода от заржавевших советских винтов и пришлось просто их обрезать на некотором расстоянии от патрона. Далее зачищаем обрезанные места и вставляем в нужные винтовые клеммы модуля. Работа сделана.
Добавление и удаление брелка
Добавление брелка: нажмите кнопку обучения в течение 3 секунд. Индикатор будет выключен, а затем отпустите кнопки, нажмите любую кнопку на пульте дистанционного управления чтобы подать сигнал, светодиодный индикатор мигнет 3 раза, что означает пульт управления добавлен. Таким образом при необходимости можно добавить еще нужное количество брелков.
Удалить все брелки: нажмите кнопку обучения около 8 секунд, индикатор отобразит миганием что все брелки успешно удалены.
Рекомендации и особенности реле с ДУ
Обратите внимание, что что очень короткое нажатие не приведёт к переключению лампы. Если кнопка удерживается менее 0,1 секунд, то приемник не успевает обработать входящий радиосигнал.
Радиореле имеет широкий спектр использования в доме, торговом центре, электромобиле, противоугонные системы авто, охранной сигнализации и другие схемы контроля пультом дистанционного управления (гараж, занавес, дверные замки, телеметрия, промышленное оборудование).
Дальность действия достаточна даже для большой квартиры, ложных срабатываний за все 5 лет эксплуатации того аналогичного радиореле ни разу не было. В общем вещь просто шикарная и в некоторых случаях незаменимая, рекомендую однозначно!
Радиореле – что это такое и для чего нужно?
В последнее время в магазинах все чаще можно увидеть устройство, именуемое радиореле. Что это за агрегат и как его можно использовать в быту?
Что такое радиореле
Радиореле – это устройство дистанционного управления, состоящее из передатчика, работающего по радиоканалу, и приемника. Передатчик встроен в миниатюрный автономны пульт, приемник в свою очередь нагружен на одно или несколько исполнительных реле. Команды, отправляемые с пульта, передаются по радиоканалу на частотах порядка нескольких ГГц и попадают в приемник.
Если реле одно, то передатчик напрямую управляет им – включает или выключает в зависимости от принятой команды. Реле в свою очередь управляет той или иной нагрузкой. Если реле несколько, то сигнал с передатчика подается на дешифратор и уже он решает каким из реле управлять и что с ним делать.
Есть варианты, когда комплекс оснащен несколькими радиоприемниками с собственными реле, оформленными в виде отдельных блоков, но работающие от одного пульта ДУ. В этом случае каждый из приемников, принимая команду с пульта, определяет – ему ли послана команда, а после выполняет ее или игнорирует. Это позволяет управлять несколькими разнесенными нагрузками с одного пульта. Причем «разлет» этих устройств может быть значительным – до десятков и даже сотен метров.
В чем преимущество использования в качестве канала связи радиоволн, а не, скажем, ИК излучения, как это сделано, к примеру, в пультах для бытовой техники? Дело в том, что ИК излучение может распространяться только в пределах видимости. Вы не можете включить с ИК пульта тот же телевизор, находясь в соседней комнате. Радиоволнам же стены не помеха. Радиопультом вполне реально управлять устройством даже если ты его не видишь – из другой комнаты или даже из другого здания. При этом дальность действия радиопульта может достигать сотен метров в зависимости от мощности встроенного в пульт радиопередатчика.
Комплекс дистанционного управления, состоящий из пяти радиореле, управляемых с одного пульта ДУ
Какую мощность может коммутировать реле? Все зависит от исполнения и класса системы. Обычно коммутационная мощность радиореле не превышает 1-1.5 кВт, поскольку дальнейшее увеличение мощности неоправданно технически. Для бытовых приборов этого вполне достаточно, а слишком мощное реле лишь увеличит стоимость и габариты конструкции. Если необходимо коммутировать большую мощность, всегда можно использовать реле-усилитель – тот же магнитный пускатель или просто мощное электронное или электромагнитное реле.
Где можно использовать радиореле
В быту подобное устройство найдет самое широкое применение. Подойдет радиореле для управления освещением как в самом доме, так и на приусадебном участке, причем делать это можно буквально не вставая с кресла. Можно включать и выключать обогреватели, кондиционеры, вентиляторы, кофемашины и любую другую технику, которую можно включить нажатием одной кнопки.
Подойдет реле и для управления водяным насосом в частном или дачном доме. Особенно удобны многоканальные системы, имеющие в своем составе несколько реле. Имея такую систему, вы с помощью всего лишь одного пульта сможете управлять множеством абсолютно невзаимосвязанных приборов. К примеру, включать свет, управлять кондиционером, активировать ночник, а по утрам включать кофеварку прямо из постели.
Вообще область применения подобных устройств ограничивается лишь вашей фантазией. Весьма полезная вещь, особенно если учесть ее вполне демократичную стоимость.
Установка
Можно ли такую систему установить самостоятельно или придется привлекать специалистов? Никакие специалисты вам не понадобятся. Если вы умеете держать в руках отвертку и можете отличить фазный провод от нулевого, то с установкой даже многоканальной системы вы справитесь самостоятельно.
Схема подключения нанесена прямо на корпус реле
Радиорелейная связь
Определение радиорелейной связи противопоставляют прямой радиосвязи. Сообщение абонента многократно передаётся промежуточными звеньями цепи, образующими радиорелейную линию (РРЛ). Название заложено англичанами: relay — смена. Физические особенности распространения заставили инженеров применять ультракороткие волны (УКВ): дециметровые, сантиметровые, реже, метровые. Потому что длинные самостоятельно способны обогнуть Земной шар. Причина применения радиорелейных линий объясняется необходимостью заложить большой объем информации, невозможный на низких частотах. Ограничения объясняет теорема Котельникова.
Примечание. Тропосферную связь считают подвидом радиорелейной.
Достоинства метода
Указанные преимущества уже в начале второй половины XX века позволяли экономистам сопоставлять экономическую эффективность цепочки с кабелем. Допускалась возможность передачи аналоговых телевизионных каналов. Оборудование вышек значительно сложнее регенераторов. Однако кабелю восполнять сигнал приходится каждые 6 км. Вышки обычно разделены дистанциями 50-150 км, расстояние (км) ограничено величиной, равной квадратному корню из высоты вышки (м), умноженному на 7,2. Наконец, вечная мерзлота сильно усложняет прокладку кабельных линий, лепту вносят болота, скалы, реки.
Эксперты отмечают простоту развёртывания системы, экономию цветных металлов:
Отмечается малая эффективность автономных вышек. Неизбежно требуется обслуживающий персонал. Необходимо людей расквартировать, назначить несение вахты.
Принцип действия
Линия обычно реализует дуплексный (двунаправленный) режим передачи информации. Чаще применяли частотное деление каналов. Первыми европейскими соглашениями установили участки спектра:
Метровые волны способны огибать препятствия, допускается использование ввиду отсутствия непосредственной видимости. Частоты выше 10 ГГц невыгодны, поскольку превосходно поглощаются осадками. Послевоенные конструкции компании Белла (11 ГГц) оказались неконкурентоспособными. Участок спектра чаще выбирают сообразно получению необходимого числа каналов.
История
Цифровой набор предложили раньше импульсного. Однако реализация идеи запоздала на 60 лет. Судьбу антибиотиков повторяет радиорелейная связь.
Изобретение идеи
Историки единогласно отдают приоритет открытия Иоганну Маттаушу, написавшему (1898) в журнале Заметки электротехника (том 16, 35-36) соответствующую публикацию. Критики отмечают несостоятельность теоретической части, предлагавшей создать телеграфные ретрансляторы. Однако год спустя Эмилем Гуарини-Форестио построен первый работоспособный экземпляр. Уроженец итальянской общины Фазано (Апулия), будучи студентом, 27 мая 1899 года запатентовал в бельгийском подразделении радио-репитер. Дату считают официальным днём рождения радиорелейной связи.
Устройство представлено комбинацией приёмопередающей аппаратуры. Конструкция производила демодуляцию принятого сигнала, последующее формирование, излучение ненаправленной антенной, формируя широковещательный канал. Фильтр защищал приёмный тракт от мощного излучения передатчика.
Ощущая недостатки представленной конструкции, Гуарини-Форезио (декабрь 1899) патентует (Швейцария, №21413) конструкцию направленной спиральной антенны (круговая поляризация), снабжённой металлическим рефлектором. Устройство исключало взаимный перехват вышками чужих сообщений. Дальнейшее усовершенствование произведено тесным сотрудничеством с Фернандо Понтселе. Вместе изобретатели провели попытку установить связь меж Брюсселем и Антверпеном, используя Малины промежуточным пунктом, местом базирования ретранслятора.
Конструкцию снабдили цилиндрическими антеннами диаметром 50 см, снабдив аппаратурой высотное здание. Отталкиваясь от результатов, полученных жарким июнем 1901 года, началась подготовка линии Париж – Брюссель дальностью 275 км. Шаг установки ретрансляторов составил 27 км. Декабрь принёс задумке успех, обеспечив время задержки сообщения 3..5 секунд.
Завидя радужные перспективы, Гуарини витал в облаках, предвкушая коммерческий успех (эквивалентный прибылям компании Белла) радиорелейной связи, устраняющей проблемы дальности. Реальность внесла коррективы. Потребовался широкий ассортимент решений:
Лишь 30 лет спустя изобретение подходящих электронных высокочастотных ламп позволило идее выплыть на поверхность. Изобретатель удостоился ордена Короны Италии.
Ламповые конструкции покоряют Ла-Манш
В 1931 году англо-французский консорциум (Компания международного телефона и телеграфа, Англия; Лаборатория телефонного оборудования, Франция), возглавляемый Андрэ Клавиром, покорил Ла-Манш (Дувр-Кале). Событие осветил журнал Radio News (август, 1931 г, стр. 107). Напомним суть проблемы: прокладка подводного кабеля обходится дорого, разрыв линии означает необходимость тратить значительные средства на ремонт. Инженеры двух стран решили преодолеть водное пространство (40 км) семидюймовыми (18 см) волнами. Экспериментаторы передали:
Система параболических антенн диаметром 10 футов (19-20 длин волн) давала два параллельных луча, конфигурация автоматически блокировала явление интерференции. Мощность потребления передатчика составила 25 Вт, КПД – 50%. Положительные результаты заставили предполагать возможность генерации более высоких частот, включая оптические. Сегодня очевидна нецелесообразность подобных замашек. Технические характеристики используемых вакуумных ламп замалчивались организаторами, упоминался лишь общий принцип действия, изобретённый Хайнрихом Баркхаузеном (Университет Дрездена), усовершенствованный французским экспериментатором Пирье. Затейники выражали благодарность учёным-предшественникам:
Ключом стала идея Баркхаузена получать колебания прямо внутри лампы (принцип действия современных магнетронов). Наблюдатели сразу отметили возможность закладки множества каналов. Дециметровое вещание тогда полностью отсутствовало. Диапазон на четыре порядка шире волн, широко используемых тогда телевидением. Резкий рост числа каналов вещания становился настоящей проблемой. Открываемые дециметровым спектром возможности явно превышали потребности.
Уже тогда заметка предполагала использование атомных переходов для генерации волн высокой частоты. Обсуждалось рентгеновское излучение. Журналисты окончили всеобщим призывом инженеров осваивать открывающиеся перспективы.
Дубль два
Несколькими годами позже опыты возобновились. Линия длиной 56 км соединила берега пролива:
Создатели линии рассчитывали серьёзно устроиться, поставив две стальные вышки, украшенные параболическими антеннами диаметром 9,75 фута. Генератор спрятался позади рефлектора, тонкое жало волновода пробивало тарелку, облучатель сформирован шаровидным зеркалом. Оператору построили наземный пункт управления, оборудовав необходимыми панелями, включая регулятор напряжения. Функциональный набор предполагал использование азбуки Морзе, факса, телерадиовещания.
Супергетеродинный приёмник с кварцевой стабилизацией понижал входной сигнал до 300 кГц, декодируя амплитудную модуляцию. Согласно заявлениям организаторов, оснастка призвана заменить морские телефонные, телеграфные кабели. Американская компания Белла построила аналогичную систему, форсировав залив Кейп-Код.
Технологии радаров Второй мировой
Начавшаяся Вторая мировая война подстегнула развитие микроволновых генераторов. Помогли начинаниям американские (Стэнфорд) изобретатели клистрона (1937) Рассел и Зигмунд Варианы. Новые лампы помогли создать усилители, генераторы СВЧ диапазона. Ранее повально применяли трубки Баркхаузена-Курца, магнетроны с расщепленным анодом, выдающие слишком малую мощность. Демонстрация прототипа успешно прошла 30 августа 1937 года. Западные разработчики немедля занялись построением станций воздушного обзора.
Братья создали организацию, занимающуюся коммерциализацией изобретения. Линейный ускоритель протонов помогал медикам лечить некоторые заболевания (рак). Принцип действия использует концепцию модуляции скорости (1935) Оскара Хайля и его жены. Хотя эксперты предполагают полную неосведомлённость Варианов относительно существования сего научного труда.
Работы американского физика Хансена (1939) по ускорению частиц могли быть использованы с целью замедления электронов, передающих энергию выходному тракту радиочастоты. Резонатор Хансена иногда называют румбатроном. Клистроны использовались преимущественно фашистами, станции союзников начинялись магнетронами. Армия США построила мобильные системы связи на базе грузовых машин, переплывшие океан помогать союзникам. Армейцам понравилась идея быстро налаживать связь на дальние дистанции. После войны компания AT&T применяла 4-ваттные клистроны, создавая радиорелейную сеть, покрывающую Северную Америку. Собственную инфраструктуру, благодаря 2К25, построил Вестерн Юнион.
Главным двигателем бурного прогресса считают идею резкого расширения объёма каналов, покупаемого низкой стоимость возведения вышек. Релейные сети (РРЛС) окутали три линии обороны Северной Америки времён Холодной войны. Прототип TDX разработали (1946) Лаборатории Белла. Система быстро совершенствовалась, обновляя вакуумные лампы:
Послевоенные попытки организовать связь наталкивались на необходимость выбора элементной базы. Эксперты всерьёз обсуждали конструкции ламп, клистронов, жаловались на влияние дождя. Типичные проблемы незащищённой аналоговой связи. Первые линии (включая оборонные сети ПВО США) питались дизельным топливом. Башня непременно вмещала нижний этаж-хранилище горюче-смазочных материалов, чаще ядовитых.
Угасание технологии
Переход на сантиметровый диапазон требует упразднить металлокерамические, маячковые триоды. Взамен вводят клистроны, лампы бегущей волны. Антенные устройства, наоборот, выходят миниатюрнее. Сантиметровый диапазон сильно увеличивает потери родных спектру ДМВ коаксиальных соединений. Взамен решили ставить волноводы. Третье поколение TDX перешло на твердотельную электронику. Мобильные варианты передавали 24 канала с частотным делением. Каждый вмещал 18 телетайпных линий. Аналогичные системы разрабатывались повсеместно. Лишь в 1980-е пользу технологии подвергли сомнению, ввиду внедрения спутниковой связи. Оптический кабель перекрыл возможности радиолиний.
Это интересно! Группа спутников Риолит занималась перехватом советской радиорелейной связи.
Современное состояние
Ныне идея повсеместно применяется мобильными сетями наземного базирования. Учёные чаще рассматривают возможность переноса энергии. Источником идеи следует считать Николу Теслу, задумавшего ещё в начале XX века покрыть территорию США сетью передатчиков. Изобретатель демонстрировал полную безопасность высокочастотных разрядов. Сегодня эксперты подразумевают перенос действа в открытый космос.
Передача энергии
Открытие электромагнетизма заставило учёных ломать голову, осмысливая способы передачи энергии. Первым реализованным методом назовём тороидальный трансформатор Майка Фарадея (1831). Рассмотрев уравнения Максвела, Джон Генри Пойнтинг создал теорему (1884), описывающую процесс переноса мощности электромагнитной волной. Четыре года спустя Хайнрих Рудольф Герц подтвердил теорию практикой, наблюдая искровой разряд приёмного вибратора. Проблемой занимались Вильям Генри Вэрд (1871), Махлон Лумис (1872), оба желали использовать потенциал атмосферы Земли.
«Секретные» книги полны проектами Теслы победить фашистскую авиацию беспроводными излучателями. Факты упоминают посмертное тотальное изъятие бумаг изобретателя американскими спецслужбами. Катушки Теслы шутя позволяли получить высокочастотные разряды молнии. Башня Ворденклиф (1899) серьёзно пугала округу, производителей меди наводнила ужасом мысль беспроводной передачи. Тесла дистанционно поджигал трубки Гисслера (1891), лампочки накала.
Сербский изобретатель распространил методику генерации колебаний резонансными контурами LC. Методика гениального Теслы предусматривала запуск воздушных шаров на высоты 9,1 км. Пониженное давление облегчало передачу мегавольтных напряжений. Второй идеей изобретатель задумал заставить электрический потенциал Земного шара вибрировать, снабжая станции планеты энергией. Задуманная Мировая Беспроводная система могла также передавать информацию. Неудивителен испуг инвесторов, набивавших карман производством меди.
Метод питания поездов напряжением частотой 3 кГц запатентован Морисом Хатином и Морисом Лебланком (1892). В 1964 году Вильям Браун создал модель игрушечного вертолёта, питаемого энергией электромагнитной волны. Технологии RFID (например, ключ домофона) изобретены в середине 70-х:
Позже появились карты доступа. Сегодня технологию заездили мобильные гаджеты, подзаряжающиеся беспроводным путём. Аналогичная технология используется индукционными варочными панелями, плавильными печами. Инженеры активно реализуют идеи компьютерных игр начала второго тысячелетия, планируя создать орбитальные солнечные электростанции, обороняемые боевыми дронами, питаемыми энергией электромагнитных волн. Большинству известен лазерный скальпель, использующий принцип передачи мощности коже пациента.
Это интересно! Концепцию беспроводных дронов (1959) выдвинула фирма Радеон, выполняя проект Министерства обороны. Канадский Исследовательский центр связи (1987) создал первый прототип, месяцами исполнявший возложенные функции.
Консорциум беспроводной передачи энергии
17 декабря 2008 года сформирована организация, призванная рекламировать стандарт беспроводной зарядки устройств Qi. Свыше 250 мировых компаний поддержали идею. Позже проект одобрили Нокиа, Хуавей, Вистеон. Заранее стали известны планы оснастить технологией мобильные устройства. В октябре 2016 обнародовали намерение создать зарядные точки доступа.
24 компании составили «стальной стержень» группы лоббистов. 2017 год пополнил список маркетинговыми менеджерами Apple. Касательно безопасности методики мнения учёных разделились. Эксперты сошлись в одном: вскорости методика индуктивной подзарядки станет общепринятой.
Связь с релейными системами
Подобно тому, как первые экспериментаторы преодолели Ла-Манш, ранние орбитальные солнечные электростанции станут питать спутники, продляя кардинально срок службы оборудования. Затем передача энергии станет глобальной, охватив все человеческие устройства. Технологию проще всего именовать релейной. Энергия станет приниматься, усиливаться, передаваться далее.
Это интересно! Питер Гласер первым (1968) предложил фармить энергию Солнца орбитальными заводами, передавая луч наземным станциям.
Лазерный луч эффективно переносит энергию. Мощность 475 Вт настигла мишень, преодолев многие мили свободного пространства. Система показала КПД 54%. Лаборатории НАСА передали 30 кВт, применив частоту 2,38 ГГц (спектр микроволновой печи) тарелкой диаметром 26 метров. Итоговый КПД достиг 80%. Япония (1983) затеяла исследования передачи энергии слоем ионосферы, полной свободных носителей заряда.
Прототип создан командой Марина Соляшича (Массачусетский технологический университет). Резонансный передатчик отправил 60 Вт энергии на частоте 10 МГц, преодолев дистанцию 2 метра, достигнув КПД 40%. Год спустя группа Грега Лея и Майка Кеннана (Невада), используя частоту 60 кГц, покорила дальность 12 метров. Полагаем, новейшие разработки быстро засекретят.
Обнародованную историю завершает создание НАСА летательного аппарата (2003), питаемого излучением лазера. Анонсированный 12 марта 2015 года проект JAXA призван реализовать идеи Николы Тесла.