Skip to main content

B107AA-R6 Stop Rölesi

Revizyon Bilgisi

Bu teknik doküman B107AA R6 için hazırlanmış olup yeni yapılacak olan tasarımlara kaynak niteliğindedir.

STOP rölesi (RL2) — sürücü devresi​

B107AA R6 Stop Rölesi Sürücü Devresi

Bu sayfa, B107AA üzerindeki STOP rölesi (RL2) sürücü devresinin çalışma mantığını, mertebe hesaplarını ve R6 için komponent seçim kararlarını dokümante eder.

RL2; sahadaki motor kumanda panosu içindeki STOP butonunun işlevini B107 üzerinden gerçekleştirmek için kullanılır. STOP devreleri sahada çoğunlukla NC (normalde kapalı) olduğundan, bu fonksiyon “kuru kontağı kapatmak” değil; uygun topolojide kısa süreli devreyi açmak (butona basma emülasyonu) şeklinde ele alınmalıdır.

Röle bobini, MCU tarafında Q2 ile low‑side switch topolojisinde sürülür.

Saha entegrasyonu: STOP butonu emülasyonu (NC hat)​

Tipik bir motor kumanda panosunda STOP butonu, kontaktör bobin zincirinde seri duran NC bir elemandır. B107AA ile uzaktan STOP emülasyonu için en güvenli yaklaşım:

  • STOP_A / STOP_B uçlarını, panodaki STOP zincirine seri eklemek (kabloyu kesip araya girmek).
  • Röle kontağını normal durumda kapalı tutmak (panelin doğal çalışmasını bozmamak).
  • STOP komutunda kontağı kısa süreli açmak (örn. 200–500ms) ve tekrar kapatmak.

Bu nedenle RL2 tarafında pratik hedef, bir SPST‑NC davranışı elde etmektir. Eğer SPDT röle kullanılıyorsa; sahada kullanılan kontaklar COM + NC olacak şekilde seçilmelidir.

Kritik not: STOP hattı güvenlik zincirinin parçası olabilir (termik, faz koruma, acil stop vb.). Bu entegrasyon mutlaka yetkili elektrikçi ile doğrulanmalıdır.

Genel bakış​

Şematikte RL2 = Omron G5Q‑14 DC5 (SPDT, 10A sınıfı) rölesi, Q2 = BC847AQAZ NPN transistor ile low‑side sürülür.

  • Röle bobininin bir ucu +5V’a, diğer ucu Q2 kolektörüne bağlıdır.
  • Q2 iletime geçtiğinde bobin akımı GND’ye akar ve röle çeker.
  • Bobinin endüktif enerjisi, kesimde D12 üzerinden dolaştırılarak geri‑EMF bastırılır (clamp).

Röle bobini için kullanılan 5V hattı, R6 güç mimarisinde ayrı bir hat olarak iyileştirilmiştir (brown‑out ve GSM burst kaynaklı düşümlerden daha az etkilenmesi hedeflenmiştir).

Elektriksel parametreler (mertebe / datasheet)​

Aşağıdaki değerler, RL2 seçilen röle varyantı için tipik mertebeyi verir.

ParametreDeğerNot
Bobin nominal gerilim5VDCRL2 = G5Q‑14 DC5
Bobin direnci~63Ω23°C tipik
Bobin akımı~80mA5V/63Ω ≈ 79.4mA
Bobin güç~400mW5V·80mA

Çalışma mantığı​

  • MCU SIGNAL_STOP_RELAY hattını HIGH yaptığında, R35 (680Ω) üzerinden Q2 bazına akım akar ve Q2 satürasyona yaklaşarak bobini GND’ye çeker.
  • Röle bobini enerjilenir ve röle kontağı durum değiştirir.
  • MCU LOW yaptığında Q2 kesime gider, bobin enerjisi kesilir. Bobinin endüktif enerjisi D12 üzerinden dolaşır.

STOP emülasyonu için firmware tarafında öneri:

  • Röleyi kısa pulse ile sür (örn. 200–500ms) → STOP zincirini anlık aç/kapat.
  • Röleyi sürekli çekili bırakma; bazı panolarda bu, beklenmeyen kilitlenmelere neden olabilir.

Boyutlandırma / mertebe hesapları​

Bobin akımı​

ICOIL≈VCOILRCOIL≈5V63 Ω≈79.4 mAI_{COIL} \approx \dfrac{V_{COIL}}{R_{COIL}} \approx \dfrac{5V}{63\,\Omega} \approx 79.4\,mA

Q2 satürasyonda iken bobin üzerinde VCE(sat)V_{CE(sat)} kadar kayıp oluşur. Örnek VCE(sat)≈0.2VV_{CE(sat)}\approx 0.2V kabul edilirse:

VCOIL,eff≈5.0V−0.2V=4.8VV_{COIL,eff} \approx 5.0V - 0.2V = 4.8V

ICOIL≈4.8/63≈76 mAI_{COIL} \approx 4.8/63 \approx 76\,mA

Baz akımı (R35 = 680Ω — R6 standardı)​

IB≈VMCU−VBE(sat)RBI_B \approx \dfrac{V_{MCU}-V_{BE(sat)}}{R_{B}}

VMCU=3.3VV_{MCU}=3.3V, VBE(sat)≈0.7–0.8VV_{BE(sat)}\approx 0.7\text{–}0.8V kabul edilirse:

IB≈(3.3−0.8)/680≈3.7 mAI_B \approx (3.3-0.8)/680 \approx 3.7\,mA

Zorlanmış kazanç (forced‑beta)​

βforced≈ICIB≈80mA3.7mA≈22\beta_{forced} \approx \dfrac{I_C}{I_B} \approx \dfrac{80mA}{3.7mA} \approx 22

Bu forced‑beta seviyesi, 80mA bobin akımında Q2’yi satürasyona sürmek için sahada daha iyi marj sağlar.

  • Seçilen (R6 standardı): R35 = 680Ω IB≈3.7mAI_B\approx 3.7mA → satürasyon marjı artar
  • Opsiyon (daha agresif): R35 = 560Ω IB≈4.5mAI_B\approx 4.5mA veya 470Ω IB≈5.3mAI_B\approx 5.3mA → çok düşük 5V / sıcaklık uçlarında ek marj

Transistör kaybı (örnek)​

PQ2≈VCE(sat)⋅ICP_{Q2} \approx V_{CE(sat)}\cdot I_C

VCE(sat)≈0.2VV_{CE(sat)}\approx 0.2V, IC≈80mAI_C\approx 80mA için:

PQ2≈0.2⋅0.08≈16mWP_{Q2} \approx 0.2\cdot 0.08 \approx 16mW

R36 + C36 ağının mühendislik gerekçesi​

  • R36 (47k) pull‑down: MCU reset/boot sırasında pin tri‑state kalırsa Q2 bazını LOW’a çeker, rölenin istemsiz çekmesini azaltır.
  • C36 (33pF) + R35: Baz hattında çok hızlı parazitleri bastırır. Zaman sabiti τ≈R⋅C≈680 Ω⋅33pF≈22ns\tau\approx R\cdot C\approx 680\,\Omega\cdot 33pF\approx 22ns olduğundan röle sürüşünü pratikte yavaşlatmaz, ama EMI/spike dayanımını iyileştirir.

D12 (flyback) diyotu seçimi​

D12’nin amacı, bobin kesildiğinde oluşan endüktif gerilimi güvenli bir seviyede sınırlamaktır.

  • Seçilen: SS3P3‑M3/84A (Vishay, DO‑220AA‑2)
  • Alternatif: SS14 / 1N5819 (Schottky), veya 1N4148W (küçük bobinlerde)

Tasarım notu:

  • Klasik flyback diyot transistörü en iyi koruyan yöntemdir; ancak röle bırakma süresini bir miktar uzatabilir.

İzolasyon / clearance notu (saha hattı)​

STOP_A/STOP_B sahada bir kontrol hattına gider. Bu hattın gerilim seviyesi ve izolasyon ihtiyacı pano tasarımına göre değişir.

  • Düşük gerilim dijital alanlardan yeterli creepage/clearance ile ayrılmalı,
  • Gerekirse PCB’de slot ile izolasyon artırılmalı,
  • Lehim maskesi tek başına izolasyon kabul edilmemelidir.
tip

Saha debug’ında rölenin çekip çekmediği; 5V hattı ve Q2 kolektör düğümü (coil alt ucu) üzerinden hızlıca doğrulanabilir.

Röle yerine alternatif aktif çözümler (kısa analiz)​

STOP emülasyonu; sahada NC zincire seri giren bir “kontak açma” davranışı gerektirdiği için, çözümün AC/DC uyumlu, çok düşük kaçaklı ve saha varyasyonlarına dayanıklı olması gerekir.

  • Triac/optotriac: AC odaklıdır, DC’de uygun değildir ve kaçak/dv/dt tetiklenmesi STOP zincirinde istenmeyen davranışlara yol açabilir.
  • FotoMOS / Photo‑relay: Teorik olarak olabilir; ancak maliyet ve kaçak/on‑direnç gibi parametreler sahada dikkatle doğrulanmalıdır.

R6 saha hedefi için mekanik röle, halen en düşük riskli ve en evrensel çözümdür.

Komponent seçimi ve alternatifler​

FonksiyonSeçilenAlternatiflerYorum
Röle (RL2)Omron G5Q‑14 DC5Hongfa HF46F‑5V, Songle SRD‑05VDC‑SL‑CFootprint/izolasyon sınırlamaları kontrol edilmeli
Sürücü transistörü (Q2)BC847AQAZ (SOT‑23)BC817‑40, MMBT2222A, küçük NMOS (AO3400A)Daha düşük VCE(sat)V_{CE(sat)} / daha yüksek kazanç marjı sağlayabilir
Flyback diyot (D12)SS3P3‑M3/84ASS14/1N5819, 1N4148WDayanım vs bırakma süresi trade‑off
Baz direnci (R35)680Ω560Ω / 470ΩR6 standardı; uç durumlarda agresif opsiyon
Pull‑down (R36)47kΩ100kΩReset güvenliği için 47k iyi pratik
EMI kapasitörü (C36)33pF22–47pFSaha EMI’ye göre ayarlanabilir

Tahmini maliyet analizi (STOP rölesi alt bloğu)​

Aşağıdaki maliyetler tahmini olup tedarikçi/adet/stok durumuna göre değişir.

KalemAdetPrototip (1–10)Pilot (100)Seri (1k+)Not
RL2 – G5Q‑14 DC51$1.70$1.35$1.20Röle maliyeti ana belirleyici
Q2 – BC847AQAZ1$0.03$0.02$0.015SOT‑23
D12 – SS3P3‑M3/84A1$0.06$0.04$0.03DO‑220AA‑2
R35 680Ω (1%)1$0.002$0.001$0.00060402
R36 47k (1%)1$0.002$0.001$0.00060402
C36 33pF1$0.003$0.002$0.001NP0/C0G tercih
TOPLAM$1.80$1.42$1.25Sürücü pasifleri düşük pay

R6 için netleştirme notu (BOM/assembly + saha kablolama)​

  1. RL2/Q2/D12/R35/R36/C36 montaj durumu (DNP yoksa açıkça “TAKILI”).
  2. STOP kablolamasında seri entegrasyon kuralı (NC zincir) net anlatılmalı; installer dokümanına işlenmeli.
  3. R35 için seçilen değer (680Ω) ve “agresif opsiyon” (560Ω/470Ω) notu.