🔗 Проект: самодельный драйвер электромагнитного реле на транзисторе TIP120 для катушек до 60В

В другом проекте на сайте такой же самодельный драйвер реле собран на транзисторе TIP122. Здесь используется TIP120 — его "младший брат" с более низким максимальным рабочим напряжением (обычно порядка 60В у TIP120 против 100В у TIP122), но тем же принципом работы — для катушек реле с напряжением питания в пределах этого предела разница между двумя транзисторами практически не ощущается, кроме цены.

Как это работает

Принцип такой же, как и в проекте на TIP122: катушка реле — индуктивность, резко оборвать ток в ней при выключении транзистора невозможно без последствий — возникает высоковольтный обратный импульс самоиндукции, способный повредить транзистор без защиты. Решение то же самое — обычный выпрямительный диод параллельно катушке в обратной полярности, дающий индуктивности безопасный путь тока в момент выключения.

Выбор именно TIP120 вместо TIP122 имеет смысл, когда напряжение питания катушки реле заведомо укладывается в более низкий предел (например, стандартные 5В, 9В или 12В катушки, а не что-то around 24В и выше) — для таких случаев нет смысла переплачивать за более высоковольтный TIP122, если задача его более высокого напряжения не требует.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

TIP120 (TO-220): база → резистор 1 кОм → D4 Arduino.
Эмиттер TIP120 → GND (общий с GND источника питания катушки реле).
Один контакт катушки реле → отдельный источник питания, соответствующий маркировке вашего экземпляра реле (но не выше ~60В для TIP120), второй контакт катушки → коллектор TIP120.
Обязательно впаяйте выпрямительный диод (например, 1N4007) параллельно катушке реле: катод — к плюсу питания катушки, анод — к коллектору TIP120.
Силовые контакты реле (COM/NO/NC) подключайте строго по маркировке на корпусе реле — эта часть схемы может работать с реальным напряжением нагрузки и должна быть собрана аккуратно и изолированно.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему. Код идентичен проекту
// на TIP122 — разница только в физической сборке и максимальном
// напряжении катушки реле.

const int RELAY_DRIVER_PIN = 4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RELAY_DRIVER_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_DRIVER_PIN, LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(RELAY_DRIVER_PIN, HIGH);
  Serial.println("Реле включено");
  delay(2000);

  digitalWrite(RELAY_DRIVER_PIN, LOW);
  Serial.println("Реле выключено");
  delay(2000);
}

Дополнительных библиотек не требуется — код идентичен и проекту на TIP122, и готовому модулю реле, вся разница именно в физической сборке и выбранном номинале транзистора.

Частые проблемы

Реле не щёлкает — проверьте полярность подключения катушки, резистор базы и напряжение питания катушки.
Транзистор выходит из строя через некоторое время — почти наверняка забыт или неправильно впаян защитный диод, или перепутана его полярность.
Нужна катушка на напряжение выше 60В — используйте TIP122 из другого проекта на сайте вместо TIP120, он рассчитан на более высокое напряжение.
Непонятно, какой транзистор выбрать для своей задачи — сравните паспортное напряжение катушки вашего конкретного реле с максимумом каждого транзистора и возьмите тот, что покрывает его с запасом.

Как улучшить проект

Сравнить напрямую этот проект с проектом на TIP122 — убедиться, что для вашей конкретной катушки разницы в поведении действительно нет.
Добавить светодиод-индикатор состояния реле, подключённый отдельно от силовой части.
Использовать готовый модуль реле (как в других проектах на сайте) для сравнения — внутри него может быть именно такая же пара транзистор+диод.