Posted in إلكترونيات, العناصر الإلكترونية, مبتدئ

المرحِل..الريلاي

لازلنا في معرض الحديث عن العناصر الإلكترونية التي يستخدمها المصممون والهواة في داراتهم الإلكترونية، فكنا قد ناقشنا الدايود، الثنائي المشع للضوء، المكثف، الملف، الترانزستور

ونكمل اليوم هذه السلسلة بعنصر جديد هو المرحِل، أو مايطلق عليه الريلاي.

فما هو ذلك العنصر؟ وكيف يمكن استخدامه؟ وماهي تطبيقاته؟ إيجابياته؟ سلبياته؟

تعالوا نخوض أسرار المرحِل ونتعرف عليه.

لنشاهد هذا الفيديو الذي يحتوي شرحا مبسطا عن المرحِل “الريلاي” :

مم يتكون؟

الريلاي هو عنصر ميكانيكي/إلكتروني، ويمكننا تخيله على شكل مفتاح أو زر كهربائي، داخلياً يتكون من جزئين رئيسيين: الأول: سلك ملفوف حول قالب حديدي، وفي مقدمة ذلك القالب يتوضع الجزء الثاني: وهو لسان أو قطعة معدنية مستطيلة الشكل تقع أمام القالب/الملف وهي بمثابة المفتاح فهي تحتوي على تماسات معدنية يتم من خلالها توصيل حمل كهربائي ليعمل الريلاي على فصله أو تشغيله بحسب وضع الملف في الريلاي.

ماهو الرمز الإلكتروني للريلاي في الدارات الإلكترونية؟

يرمز للريلاي بالشكل التالي: حيث الجزء الأيسر هو الملف والأيمن هو رمز المفتاح الكهربائي

وهل من صورة حقيقية لتركيبه الداخلي؟

كيف يعمل؟

عندما يتم تطبيق فرق جهد على طرفي الملف الداخلي للريلاي، سيمر تيار  في الملف ليتحول بواسطته الملف لمغناطيس كهربائي مولدا مجالا مغناطيسيا سيقوم بدوره بجذب ذلك اللسان أو القطعة المواجهة للملف بحيث تغلق التماسات  الكهربائية، وعند فصل الجهد المطبق سيتلاشى التيار تدريجيا ليختفي ذلك المجال المغناطيسي، وهناك زنبرك سيقوم بإعادة اللسان لوضعه الطبيعي وفصل التماسات وفتح المفتاح الذي أغلق.

إذا بكل بساطة فالريلاي هو مفتاح كهربائي ميكانيكي، ما إن يتم تطبيق جهد على ملفه، يبدأ بالعمل ليجذب تماسات معدنية ستعمل على غلق أو فتح دارة خارجية متصلة بها.

ومافائدته إذا؟ ألا يمكننا استخدام مفتاح كهربائي مباشرة؟ لم لا نختصر الطريق؟

تخيلوا معي أننا قمنا بتصميم دارة إلكترونية بها معالج دقيق يعمل على فرق جهد مستمر مثل: 3.3 فولت، ولدينا حمل كهربائي أو دارة خرج هي مصباح كهربائي أو لمبة مثلا تعمل على فرق جهد متردد قيمته 110 فولت. منطقيا، لا يمكننا تشغيل ذلك الحمل من خلال دارتنا البسيطة فهي غير مؤهلة لقيادة تلك اللمبة، وهنا يأتي دور الريلاي فهو سيقوم بعملية قيادة لأي حمل ذو حجم كبير من خلال فرق جهد صغير، والسر يمكن وراء تشغيل الملف بجهد صغير مثل 3.3فولت لنقوم بتشغيل المصباح الذي سيتم توصيله على أطراف التماسات التي سيجذبها الملف داخل الريلاي. إذا للريلاي فائدة عظيمة كونه سيعمل على ترحيل جهد وتيار صغير لقيادة حمل كبير. وأيضا ميزة الريلاي تكمن في قدرته على العزل التام ما بين دارة المصدر والحمل “الخرج”، فهما معزولان تماما ولكل واحد منهما نقطة أرضية مرجعية مختلفة عن الأخرى، وهذا له فائدة كبيرة في منع انتقال التشويش والجهود العابرة لدارتنا وبمعنى أصح حمايتها. أخيرا، يمكن استخدام الريلاي في التحكم عن بعد، أي وضع الريلاي بالقرب من الجهاز ومد سلك للدراة التي تصدر الأوامر.

أنواع الريلاي:

كما اتفقنا فإن الريلاي هو بمثابة المفتاح، والمفاتيح الكهربائية لها أنواع متعددة تعتمد على عدد أقطابها وتحويلاتها. المقصود بالقطب هو المفتاح ، والتحويلة هي وضعية المفتاح هل هو مغلق أم مفتوح في الحالة الطبيعية

بناء على ذلك هناك الأنواع التالية من الريلاي:

1. أحادي القطب أحادي التحويلة

2. ثنائي القطب أحادي التحويلة

3. أحادي القطب ثنائي التحويلة

ولكم أن تتخيلو الاحتمالات العديدة التي يمكن بناؤها،

. عيوبه:

لكل عنصر إلكتروني فوائد وسلبيات ، وكذلك الأمر بالنسبة للريلاي، فأهم سلبياته هي:

1. بما أنه يعتمد على الملف -وهو حثي- فلذلك ستتولد فيه قوة دافعة كهربائية عكسية عند مرور تيار به ( تعرف بقاعدة لنز ) عند التوصيل وعند الفصل مما قد يؤدي لعطب الدارة المتصلة به. إلا أنه يمكننا تجاوز هذه المشكلة البسيطة بواسطة وضع عنصر الدايود بين طرفي الملف وذلك لمنع عودة تلك القوة الدافعة العكسية.

2. حدوث ارتدادات  ميكانيكية عند كل تحويل من وضع الفصل الى وضع التوصيل أو العكس . مما قد يؤدي لعطب الحمل

3. يحتاج إلى دائرة موائمة لكى يعمل جيدا مع الأنظمة الإلكترونية . وعادة تكون هذه الدارة هي مكونة من ترانزستور

4. يوجد ربط سعوى بين التلامسات . مما قد يؤثر سلبا على نوعية الإشارة التي يتم إيصالها للحمل أي أنه ستقل نسبة العزل بين التلامسات

5. العمر الافتراضى للريلاي صغير نسبيا خصوصا فى الدوائر التى تتطلب عددا كبيرا من مرات الوصل والفصل . وعادة ما تذكر قيمة عدد مرات الفصل والوصل القصوى لكل ريلاي في ملف المواصفات الفنية

دارة عملية لاستخدام الريلاي مع الدارت الإلكترونية

عند اختيار أي ريلاي فلابد من الانتباه للأمور التالية كي نتمكن من الاختيار العلمي الصحيح ومعرفة البدائل التي يمكن استخدامها في حالة عدم توفر الريلاي المناسب

1. فرق الجهد اللازم لتشغيل الملف الداخلي للريلاي: فمثلا لو كان لدينا دارة تعمل على فرق جهد 5 فولت  فيجب اختيار ريلاي له فرق جهد لملفه هو 5 فولت، وفي حالة تعذر ذلك يمكننا استخدام جهد أكبر بعد استخدام دارة مواءمة سبق أن طرحتها في تدوينة الترانزستور.

2. أقصى تيار لازم لتشغيل ملف الريلاي: وغالبا هذه القيمة لا تعطى بشكل واضح بل يتم ذكر مقاومة الملف بدلا منها، ومن خلال قسمة فرق جهد الملف على مقاومته يتم حساب التيار الأعظم. وهي قيمة مهمة جدا كي نعرف هل يمكننا تشغيل ووصل الريلاي بدارتنا مباشرة أو لابد من وضع دارة مواءمة

3.   جهد وتيار مرحلة الخرج أو التماسات، وهنا يجب معرفة ما يحتاجه الحمل ومقارنته بالريلاي وينبغي دائما أن يتم اختيار قيمة تيار عظمى تزيد عن  القيمة المطلوبة بنسبة 5 إلى 10 %

4. العمر الافتراضي لتماسات الريلاي وعادة ما تعطى بملايين المرات

هذا كان باختصار شديد الريلاي العجيب، وهنا لا أنسى أن أذكركم أنه يشبه لحد كبير آلة البرق البدائية التي اخترعها مورس فكلاهما يحملان نفس المكونات.

المصادر:

1. بحث مبسط عن الريلاي

2. ملف مميز عن الريلاي

3. شرح بسيط بالإنجليزية

14 thoughts on “المرحِل..الريلاي

  1. جميل جداً
    مع إني لم أدرسه في الجامعة و لكن تطبيقاته واضحة و أساسية في حياتنا. أشكرك على تنويرنا عنه و تبسيطه لنا و أهم شيء, إثراء المحتوى العربي بهذه المواضيع.
    (أول مرة بأعرف إن الريلاي تعريبه المرحّل 🙂 )

    1. شكرا لمرورك رياض
      أتمنى أن تستفيد دائما من قراءتك لخزعبلاتي الإلكترونية..وفعلا كلمة مرحل أثارت استغرابي مثلك 🙂

  2. أهلا وسيم
    شكرا على المعلومات المفيدة
    وشكرا على مجهودك الذي ينبع من احساسك بالمسؤولية

    فعلا لم ندرس الريلاي في الجامعة (قصدي المستخدم في الدارات الالكترونية)
    ولكن هناك أنواع أخرى من الريلاي تستخدم في حماية محولات الطاقة و خطوط النقل وهي كثيرة جدا وغالبا ما تكون رقمية أو ديجيتال في هذه الأيام.

    1. أهلا بك مرة أخرى متكهرب
      لاشكر على واجب أيها العزيز، فهذا أقل ما يجب أن نفعله
      كلامك صحيح فيما يخص الريلاي، فهناك أنواع كثيرة مخصصة لاستخدامها في مجال التحكم والطاقة ونقلهان وهي ذات جهود عالية وتيار عال ولها حسابات واعتبارات أخرى
      شكرا على مرورك

    1. ونحاول رفع الظلم عن اولئك المهندسين
      شكرا لك تامر وتحياتنا لأهلنا في مصر الحرة

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *