Relay voltage 220V for the house: wiring diagram, what is needed

I’m new to electronics and have recently fallen in love with it, after buying a few NodeMCUs to play around with. I currently have a load of them around my house monitoring things like temperature and humidity, but would like to further extend their use to garage door controllers and maybe even control mains voltage, which is what my question below relates to.

У меня есть два вопроса, оба из которых относятся к этому релейному модулю:

1. Я понимаю, что выходное напряжение NodeMCU составляет 3.3 В, однако реле рекламирует себя как 3 В. Эта небольшая разница имеет какое-то значение? (т.е. будет ли он по-прежнему работать с NodeMCU?)
2. Хотя я новичок в электронике, я полностью осознаю риски, связанные с питанием от сети, и приму все меры предосторожности при работе с ним, в том числе присмотрю за мной одного из моих друзей, который является квалифицированным инженером-электриком. Возникает вопрос: может ли указанный выше релейный модуль работать с европейской розеткой? (То есть, может ли он быть подключен непосредственно к той стороне реле, которое находится под управлением, и NodeMCU управляет им вкл/выкл, или напряжение/ток и т. д. слишком высоки для работы с подключенным релейным модулем; это может привести к опасности или поджариванию релейный модуль/NodeMCU?)

Я был бы очень признателен за любые рекомендации, которые люди могут мне дать, поскольку я нахожусь на этапе исследования возможного нового проекта и хотел бы иметь более полное представление о том, что возможно/не возможно конкретно с этими релейными модулями. Мне не удалось найти конкретную информацию на странице Amazon, и вместо этого мне сказали: «Одноканальная интерфейсная плата реле 3 В, позволяющая управлять различными приборами и оборудованием с большим током» и «Изоляция оптической связи, входная и выходная мощность опционально независима». управления (DC 3V)».

Спасибо заранее за любую помощь.

$begingroup$ (1) No datasheet for the relay. No schematic for the module. Add your own misgivings about safety. Thus, assume it’s not safe. (2) In general, consumer sites like Amazon and eBay aren’t the best places to look for hardware when you’re looking for non-consumer subsystems. $endgroup$

$begingroup$ Вам нужно посмотреть на нижнюю часть платы реле (не показана ни на одной из фотографий со ссылками на Amazon) и проверить зазор между дорожками 240 В и 3 В. Должно быть много-много мм (может быть, 8, может быть, 5, я не знаю требуемой цифры, но намного больше, чем суб-мм, которые вы получаете между дорожками на обычной печатной плате). $конечная группа$

$begingroup$ @Neil_UK Спасибо за совет! Я обязательно проверю это, когда они наконец прибудут; это не то, о чем я думал. $конечная группа$

3 ответов 3

I found a maybe non-official PDF: here It shows the various ratings like 3V for yours, and a maximum of 120%, which is 3 * 1.2 = 3.6V, thus 3.3V is well within range.

Он также показывает (в том числе и на самом реле) 0-250 В переменного тока так хорошо в европейской розетке 220-240 В.

You can have 10A attached to it, use some safety margin, but it’s quite a lot. In principle 220 (safe side) * 10A = 2200 W total devices. However, keep in mind some devices when switched on use a lot of current temporarily.

Btw, I also use these (not sure if I have the 3V or 5V version) without any problem with 220-240V, never had a problem.

Always make sure the wires to the mains are NOT ABLE to be touchable, e.g. put them inside an enclosure, EVEN (especially) when testing.

$begingroup$ Мы верим, что фотография 12 В — это всего лишь пример всех типов, и на самом деле они используют катушку 3 В для управления катушкой с током 120 мА. опто. вход имеет как анод, так и катод, я полагаю, поэтому вы выбираете резистор для I = (3 В -1.2 В) / R при некотором токе, таком как 2 ~ 5 мА, и вы можете активировать высокий или низкий уровень. Затем уменьшите номинал 10 А переменного тока для двигателей до 5 А для обеспечения приемлемого срока службы. (показана в техническом описании как индуктивная нагрузка) $endgroup$

$begingroup$ @TonyEErocketscientist In the Coil data shart all possibilities are mentioned, but the picture only shows one indeed. $endgroup$

$begingroup$ Thank you so much for your response! I really appreciate your help. I’ll be sure to give them a test when they arrive (estimated delivery in 4 weeks?!) and report back on how they functioned both in terms of controllability from the NodeMCU but also handling mains voltage. I will be sure to take every precaution with the mains as you suggest. Thanks once again! $endgroup$

$begingroup$ EDIT: Would these be a better option? Despite the fact it says they’re 5v, the description says they can be triggered by 2-5V? $endgroup$

$begingroup$ @MichelKeijzers – Actually, the top 4 pictures show a 12-volt unit, while the bottom 2 show 3-volt units. $endgroup$

1. Поскольку он предлагает оптическую изоляцию (я действительно не понимаю причину, поскольку реле по умолчанию предлагают электрическую изоляцию), вы должны ограничить ток, установив резистор. Следовательно, выход 3.3 В вашего υC не будет проблемой.
2. As the seller advertises, the relay is able to “to control various appliances, and equipments with large current”. To confirm this you can see what the relay states on its enclosure, when you receive the package. Obviously, you cannot trust 100% the display picture on the site.

Please, be sure to check every connection before hook up your system to the grid.

$begingroup$ Thanks for your reply. As other people have suggested, it seems to be that it is entirely possible that the relay module will function as I intend it to (controlled by 3.3V and able to handle mains voltage); however, as others have pointed out, the picture displayed on the Amazon page doesn’t seem to match up too well (12v relay coils) so I’ll just have to try it out when it arrives. Thanks again for your response $конечная группа$

$begingroup$ it’s sad that amazon and ebay are sources of so many hobby electronics, but sellers don’t bother to present proper documentation. Good luck with your project. $endgroup$

$begingroup$ I agree, it is a shame that so many of the electronics listed on Amazon/eBay are so poorly documented but feel that the reason so many people (including me) flock to these websites for their hobbies is because of the (usually) good prices and more so for the assurance and familiarity provided by these sites. Thank you! $endgroup$

$begingroup$ @thece Take a look at the schematic in this question. In some cases the microcontroller can only handle a 3.3V Vcc, while the relay board needs 5V or 12V JDVcc to operate (this is usually done for cost reasons, since 12V relays are usually less expensive than 3.3V relays due to the coarser windings). A capacitive dropper circuit is just a very inexpensive way to supply 12V by tapping directly off the mains. $endgroup$

$begingroup$ @thece In some cases that capacitive dropper circuit could be built right onto the relay board, meaning that the coil is not isolated from mains voltage, and everything on that side of the circuit is referenced to mains neutral. $endgroup$

You promised you understood the dangers of working with higher voltages, so I won’t make a warning here. Other than to suggest: fuse everything on the line side while you’re experimenting.

The data sheet for the relay part (not the whole board, the relay itself) is available online from the vendor: Ningbo Songle Relay SRD-12VDC-SL-C

Tough luck for us, as the data sheet is in Chinese. With a little help from Google Translate, we can figure out that “最大切换电流” is “maximum switching current”, and that rating is 15 amps. We also discover that “触点负载” is “contact load”, and is “7A/250VAC 10A/250VAC 15A/250VAC”.

There are three ratings for “Contact load” because there are three models. The switching load is designated by the last character of the part number. Looks like the part on Amazon has “C” as the last part number, so the relay should be able to handle switching 15 amps at 250 volts AC.

With all that, I figure you’re safe to switch loads at European mains voltage up to 15 amps. But maybe I’m wrong as the lettering on the package in the picture at Amazon gives a limit of 10 amps at 250 volts AC.

Еще больше затуманивает проблему то, что номер детали подразумевает, что в реле есть 12-вольтовая катушка. То есть для замыкания контактов нужно 12 вольт. В листинге действительно указано, что это 3-вольтовое реле (которое должно нормально работать от вашего 3.3-вольтового выхода), но немного беспокоит то, что часть на плате не соответствует описанию продукта.

So it must be that either that the description of the product is incorrect, or the part shown isn’t the one actually used on the board you’ll receive.

Maybe you can buy one and look up the data sheet for the part you actually receive. Or, contact the seller and ask them for complete specifications. Or, perhaps the best choice: choose a different part from a different vendor.

Edit: @JohnGreeny, “line” is the way Americans say “mains”. So “mains side” would mean the side of the relay that’s connected to the mains, along with the appliance or light you’re controlling. If you short out 3.3 volts, not much is going to happen; you need a lot of current at 3.3 volts to get exciting, ad you don’t have a power supply that makes enough current.

240 volts at even 2 amps is plenty of energy (almost 500 watts) and gives us heat and sparks and fires and melted connections and — well, we tend to find those things inconvenient. If you’ve got a 2 amp fuse in the way, you’ve got cheap insurance.

Что такое реле напряжения и зачем оно нужно в квартире

Thanks to technological advances in electricity are connected to almost all objects of real estate, where there is a person. Electricity is used for lighting, power devices and appliances necessary for normal life. Unfortunately, end-users encounter technical problems during the operation of the power grid, including voltage fluctuations and phase imbalances. To keep household appliances safe, voltage relays are used.

Voltage relay – what is it and what is it for

The nominal supply voltage of machinery is 220 V. But it is impossible to ensure ideal transmission conditions, so consumers are constantly seeing surges in the network. Especially often the problem is faced by residents of apartments in old high-rise buildings and the private sector.

важно: A deviation from the nominal value within 10% is normal.

Реле контроля напряжения (RCN) — техническое устройство, предназначенное для постоянного контроля параметров сети и автоматического отключения питания при резких скачках напряжения. Устройство срабатывает, если значения выходят за установленные значения.

Иными словами, устройство защищает электроприборы от колебаний напряжения в сети, которые могли возникнуть из-за короткого замыкания одной из фаз, обрыва нуля, перекоса фаз и т. д. Стоит отметить, что на приборы негативно влияют как чрезмерные и недостаточное напряжение питания.

Design and principle of operation of a voltage relay

Реле напряжения состоит из двух основных частей – измерительного блока и электромагнитного реле, предназначенного для прерывания цепи. Более новые модели имеют цифровой дисплей на передней панели для индикации значения напряжения в сети.

Принцип работы реле напряжения достаточно прост. При подаче напряжения измерительный блок определяет его значение и сравнивает с установленными пределами. Если значение находится между нижним и верхним пределами, по истечении заданного времени реле замыкает силовой контакт и передает питание во внутреннюю сеть.

Ссылка: The relay has a delayed tripping interval to safeguard the mains from constant surges.

Основные технические характеристики

Most relays operate at voltages between 50 and 400 watts. This wide interval allows you to use the device in both single-phase and three-phase grids, as well as the flexibility to adjust the desired limits of operation of the protective device. Of the main technical characteristics should be distinguished:

• напряжение питания;
• maximum load power;
• maximum load current;
• степень защиты корпуса;
• коммутационное сопротивление контактов реле;
• time of switching off the load;
• максимальное сечение подключаемых проводов;
• delay time on switching on;
• размерные параметры.

Classification and types

Different devices are needed to protect the power grid of a private home, apartments in old and new housing stock. Voltage relays are divided into two categories:

• according to the type of connection;
• According to the number of phases.

According to the type of connection

There are two main categories of voltage relays, depending on how they are connected:

Stationary monitoring devices are divided into two types. Devices for installation in electric boards and built-in sockets. Let’s consider each type in more detail.

Реле напряжения, установленное в распределительном щите, имеет ряд преимуществ. Устройство монтируется на сетевом вводе для защиты всего электрооборудования в доме или квартире. При его использовании нет необходимости использовать дополнительные реле для защиты отдельных потребителей, что значительно экономит бюджет.

Outlet voltage relays are a great alternative when it is not physically possible to install the device in the switchboard. Outlets are used for point-to-point protection of appliances such as refrigerators, boilers, washing machines, etc.

ФункцииTo save your budget, look for double-socket outlets!

There are two kinds of relays – a plug and an extension cord. They are used when installing a protective device at the mains input is not possible. Despite the cumbersome parameters, portable devices are in demand. This is due primarily to their portability and ease of use (установка не требуется).

Штепсельная розетка предназначен для защиты только одного потребителя. Устройство подключается к стандартной розетке и отслеживает перепады напряжения в узле, не отслеживая общее состояние сети. Подходит для защиты дорогих и мощных электроприборов.

Удлинитель with a built-in control relay is used to protect a group of devices from changes in the network. Convenient and simple solution has only one major limitation – the maximum power of the load.

По количеству фаз

Depending on the type of power supply, there are two types of relays:

• single-phase;
• single-phase; three-phase.

Single-phase relay is designed to monitor electrical networks with an operating voltage of 220 V. When properly configured, the device is suitable for the protection of almost all household appliances.

Three-phase protection devices are used mainly in country houses and new housing stock, where the connection by three-phase supply circuit is provided. And . РКН Monitors the voltage of each phase.

Read also: What is the difference between star and delta connection diagrams of electric motor windings

Правила выбора реле напряжения для квартиры или дома

Approach the choice of a voltage relay must be chosen wisely, because the device is responsible for the safety of the network and electrical appliances. Proper functioning of the voltage relay is possible only if the technical characteristics are chosen correctly. When selecting a voltage relay it is necessary to take into account:

• the maximum load current and type of connection by phase;
• The maximum power of the consumer;
• operating voltage range;
• the protective operation time;
• control type (digital and electromechanical);
• degree of protection of the device;
• reliability (отзывы о производителях и моделях).

The main parameter when choosing a device – the maximum allowable current. You should choose a model one stage higher than the installed circuit breaker in the switchboard. If the maximum current of the circuit breaker is 32 A, then the relay should be 40 A.

Наконечник: It is worth paying attention to additional functions, such as digital display of voltage, device temperature, the ability to control time, etc.

Схемы

There are two basic ways of connecting the RKN – direct, when the work load passes through the RKN contracts, and indirect, when the load is switched through contactor. The second method is necessary when connecting loads above 7 kW. Recommendations for connection:

• Mount the relay should be after the electricity meter;
• Install a protection device before the RCCB (автоматический выключатель);
• The accessibility of the device for maintenance and visual control of the work.

Connection of single-phase OLTCs

Single-phase OLTCs are connected directly to the mains, and the mains operating current flows through their contacts. Normally, the relay is preceded by a residual current device (RCD) or a residual current device (ARD). A residual current device or a residual current device for leakage current protection. The connection algorithm is as follows:

1. Zero from the input circuit breaker is connected to the neutral bus and then to the N terminal on the relay.
2. The phase wire is connected directly to pin L.
3. Третий вывод РЦН предназначен для подключения нагрузки, земля и ноль для которой берутся с шин.

Подключение трехфазного РПН

To connect the three-phase OLTC directly, you must:

• Подсоедините фазные провода трехполюсного вводного автоматического выключателя.
• Install the RCN by connecting the phases and zeros to the corresponding terminals.
• Подключить фазы и нули к выходам RCDS..
• Turn on the load, connecting the earth and phase, and zero from the N-bus, installed after the RCD.

Схема подключения сильноточных потребителей с контактором

When the currents to be switched are much greater than the maximum permitted value of the RCCB, the device is used in conjunction with a magnetic starter (контактор). When selecting devices, attention should be paid to the speed of operation – the lower the speed of operation of both devices, the better.

СоветыIt is cheaper to buy a contactor and a voltage relay than to choose the RCN for high-power consumers.

Схема отличается от обычного подключения тем, что после выключателя установлен контактор, который переключает нагрузку. Реле подключено параллельно пускателю и только контролирует напряжения. При значительных отклонениях срабатывает РЦН, обесточивая катушку контактора, что приводит к отключению нагрузки.

Adjusting operating modes

Regardless of the type of relay, there are three basic parameters for setting:

• Upper voltage limit U_Макс – отвечает за максимально допустимое значение в сети, превышение которого приведет к отключению электроэнергии.
• The lower voltage limit U_мин – отвечает за минимально допустимое значение в сети. Снижение показания ниже установленного значения приведет к отключению нагрузки.
• Отложенное время включения – is the time for the power supply to be switched on again after it has been switched off. The device switches on only if the voltage is within the set values. As a rule, the delay time is set in seconds.

Наконечник: при наличии в помещении кондиционера или холодильника время задержки должно быть более 300 секунд.

To change the parameters, use the mechanical or digital buttons located on the front case of the device. How to properly change the settings of the device is described in the instruction manual.

How to test a voltage relay

Все устройства проходят проверку отделом контроля качества перед тем, как попасть к конечному потребителю. Если вы сомневаетесь в работоспособности реле напряжения, вы можете проверить его следующими способами:

• Измерьте напряжение с помощью мультиметра или вольтметра между клеммами фазы и нейтрали. Значение должно совпадать с показаниями на цифровом дисплее. Обратите внимание на ошибку мультиметра.
• Invite an expert with a calibrated meter to get the most accurate result.

Every year, more and more expensive appliances are added to homes. To ensure their correct operation and to save your wallet from expensive repairs, it is necessary to use a voltage relay. If it is not possible to install an RCN at the mains input, use portable devices.

What is a solid state relay and what is it for?

Overvoltage protection: what is better a stabilizer or voltage control relay?

Working principle and connection diagram of thermal relay

Why do we need a magnetic starter and how to connect it

Способы защиты электросети квартиры или дома от скачков напряжения

Relay contact (switching) voltage

I have a relay with following contact rating:

Since the maximum switching voltage is 250VAC/25A, can I use this relay to switch 380VAC/1A load? What is the consequences?

$begingroup$ Possibility of shoot through when contacts are open. The AC voltage rating tends to be due to clearance between components. Shorter contact life due to arcing. $endgroup$

$begingroup$ Why do so many posters ask a question like ‘the data sheet tells me the max is X, can I run it at Y, where Y>X?’ You are lucky to get a data sheet! Respect it. Or do your own tests and buy some spares. Not only contact clearance, but also speed of opening to that clearance, are important for the voltage it can break. Expect the life to be shorter. Whether you get 10% of the rated operations, or only one operation, is down to your tests. $endgroup$

$begingroup$ @Neil_UK Why is the person lucky to get a data sheet? Are people in some cultures doomed to use shoddy product from certain shabby countries? Почему нет использовать устройство Siemens или Omron, если оно подходит для работы? $конечная группа$

$begingroup$ I’ve been an Avionics tech for over 35 years. Don’t do it all your gonna do is have a fire! $endgroup$

5 ответов 5

Since the maximum switching voltage is 250VAC/25A, can I use this relay to switch 380VAC/1A load?

You can’t horse-trade current rating and voltage rating on a relay contact.

• Early failure of the contact (most benign first)
• Невозможность разомкнуть цепь из-за искрения
• Excessive heat due to open circuit arcing (leading to. fire)

$begingroup$ Sometimes, you can. It depends on how important is the project and how bad can be a failure thereof. If this is a hobby project with no potential to set the house on fire, I would try. $endgroup$

$begingroup$ @fraxinus Один из видов отказа заключается в том, что схема, работающая со смертельным напряжением, остается под напряжением «неожиданно» — я бы сказал, что это довольно высокий риск для большинства хобби-проектов, а не вариант «соси и посмотри». . $конечная группа$

$begingroup$ @MikeBrockington конечно, но реле нельзя считать защитным отключением. И если вы работаете с 380 В переменного тока (то есть 3-фазным), то оба контакта реле находятся под напряжением, и вы не должны касаться ничего, что не отключено явно. $конечная группа$

Когда вы имеете дело с такими высокими напряжениями, самой большой проблемой для реле является snuffing the arc. The arc is proportional to voltage.

As a relay opens, voltage будем arc across the contacts. That’s a sure thing. It can’t be stopped. Further, once the arc ionizes the air across the gap, that makes it much easier for the arc to continue. However the relay stops the arc one of several ways:

• Opening the contact очень далеко for the arc to leap. This is greatly helped by AC power; since AC voltage and current go to zero twice per cycle. This is why DC ratings of relays are very, very much lower than AC ratings.
• Magnetic blowouts. This uses a magnetic field (typically a collapsing one from the interruption of power) to suck the arc into an arc chute, where it is snuffed.
• Air blowouts. This is a puff of high pressure air blasted across the contacts to blow the ionized gases away into an arc chute, replacing it with non-ionized air.
• Oil immersion. The contact swims in an insulating fluid, with a much higher dielectric strength than air, and will not ionize or support formation of an arc.

So when you use a relay that is under-rated for your voltage, the very obvious failure mode is that it will simply arc across the contacts anyway, either welding the contacts together, or setting the relay on fire. When post-failure forensics are done, this failure will be a surprise to no one.