Ovládanie relé s Arduinom: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Ahojte všetci, vitajte späť na mojom kanáli. Toto je môj 4. návod, ako ovládať RELÉ (nie reléový modul) s Arduinom.

K dispozícii sú stovky návodov na používanie „reléového modulu“, ale nenašiel som dobrý návod, ktorý ukazuje, ako používať reléový modul, a nie reléový. Tu budeme diskutovať o tom, ako relé funguje a ako ho môžeme pripojiť k Arduinu.

Poznámka: Ak vykonávate akúkoľvek prácu so „sieťovým napájaním“, ako je napájacie vedenie 120 V alebo 240 V AC, vždy by ste mali používať správne vybavenie a bezpečnostné zariadenia a zistiť, či máte dostatočné znalosti a skúsenosti, alebo sa obrátiť na kvalifikovaného elektrikára. Tento projekt nie je určený na použitie deťmi.

Krok 1: Základy

Relé je veľký mechanický spínač, ktorý sa zapína alebo vypína napájaním cievky.

V závislosti od prevádzkového princípu a štrukturálnych vlastností sú relé rôznych typov, ako napríklad:

1. Elektromagnetické relé

2. Polovodičové relé

3. Tepelné relé

4. Výkonovo rôzne relé

5. Reed relé

6. Hybridné relé

7. Viacrozmerné relé a tak ďalej, s rôznymi hodnotami, veľkosťami a aplikáciami.

V tomto návode však budeme diskutovať iba o elektromagnetických relé.

Sprievodca rôznymi druhmi relé:

1.

2.

Krok 2: Moje relé (SRD-05VDC-SL-C)

Relé, na ktoré sa pozerám, je SRD-05VDC-SL-C. Je to veľmi obľúbené relé medzi priaznivcami elektroniky Arduino a kutilstva.

Toto relé má 5 pinov. 2 pre cievku. Stredný je COM (spoločný) a zvyšné dva sa nazývajú NO (normálne otvorené) a NC (normálne zatvorené). Keď prúd preteká cievkou relé, vytvorí sa magnetické pole, ktoré spôsobí pohyb železnej kotvy, a to buď vytvorením alebo prerušením elektrického spojenia. Keď je elektromagnet pod napätím, NO je ten, ktorý je zapnutý a NC je ten, ktorý je vypnutý. Keď je cievka bez napätia, elektromagnetická sila zmizne a kotva sa vráti späť do pôvodnej polohy zapnutím NC kontaktu. Zatvorenie a uvoľnenie kontaktov má za následok zapnutie a vypnutie obvodov.

Teraz, keď sa pozrieme na hornú časť relé, prvá vec, ktorú vidíme, je SONGLE, je to meno výrobcu. Potom uvidíme „Hodnotenie prúdu a napätia“: je to maximálny prúd a/alebo napätie, ktoré je možné prepnúť cez spínač. Začína sa od 10A@250VAC a klesá až do 10A@28VDC Nakoniec spodný bit hovorí: SRD-05VDC-SL-C SRD: je model relé. 05VDC: Tiež známe ako „nominálne napätie cievky“alebo „napätie aktivácie relé“, je to napätie potrebné na to, aby cievka aktivovala relé.

S: Označuje štruktúru „uzavretého typu“

L: je „citlivosť cievky“, ktorá je 0,36 W.

C: hovorí nám o kontaktnom formulári

Pre viac informácií som priložil katalógový list relé.

Krok 3: Dostaňte ruky do relé

Začnime určením pinov cievky relé.

Môžete to urobiť buď pripojením multimetra k režimu merania odporu na stupnici 1 000 ohmov (pretože odpor cievky sa bežne pohybuje medzi 50 ohm a 1 000 ohm) alebo pomocou batérie. Toto relé má vyznačenú polaritu „nie“, pretože v ňom nie je prítomná vnútorná potlačujúca dióda. Pozitívny výstup zdroja jednosmerného prúdu môže byť teda pripojený k akémukoľvek kolíku cievky, zatiaľ čo negatívny výstup zdroja jednosmerného prúdu bude pripojený k druhému kolíku cievky alebo naopak. Ak pripojíme batériu k správnym kolíkom, v skutočnosti budete počuť kliknutie *, keď sa spínač zapne.

Ak ste niekedy zmätení pri zisťovaní, ktorý z nich je NIE a ktorý je NC kolíkom, postupujte podľa nižšie uvedených krokov, aby ste ľahko zistili, že:

- Nastavte multimeter na režim merania odporu.

- Otočte relé hore nohami, aby ste videli kolíky umiestnené v spodnej časti.

- Teraz pripojte jeden na sonde multimetra k kolíku medzi cievkami (spoločný kolík)

- Potom postupne pripojte druhú sondu k zvyšným 2 kolíkom.

Iba jeden z kolíkov dokončí obvod a bude zobrazovať aktivitu na multimetri.

Krok 4: Arduino a relé

* Otázka znie „Prečo používať relé s Arduinom?“

Kolíky GPIO (vstup/výstup) univerzálneho ovládača nezvládajú zariadenia s vyšším výkonom. LED dióda je dostatočne jednoduchá, ale veľké napájacie zdroje, ako sú žiarovky, motory, čerpadlá alebo ventilátory, vyžadujú záludnejšie obvody. Na prepnutie prúdu 120-240 V môžete použiť 5V relé a na ovládanie relé použiť Arduino.

* Relé v zásade umožňuje relatívne nízke napätie ľahko ovládať obvody s vyšším výkonom. Relé to dosahuje pomocou 5 V napájaných z kolíka Arduino na napájanie elektromagnetu, ktorý zase zatvára vnútorný fyzický spínač na zapínanie alebo vypínanie obvodu s vyšším výkonom. Spínacie kontakty relé sú úplne izolované od cievky, a teda od Arduina. Jediným spojením je magnetické pole. Tento proces sa nazýva „elektrická izolácia“.

* Teraz vyvstáva otázka: Prečo potrebujeme ďalší kúsok obvodu na pohon relé? Cievka relé potrebuje na napájanie relé veľký prúd (okolo 150 mA), ktorý Arduino nemôže poskytnúť. Preto potrebujeme zariadenie na zosilnenie prúdu. V tomto projekte tranzistor NPN 2N2222 poháňa relé, keď je prechod NPN nasýtený.

Krok 5: Hardvérová požiadavka

Na tento tutoriál potrebujeme:

1 x Breadboard

1 x Arduino Nano/UNO (čokoľvek je vhodné)

1 x relé

1 x 1K odpor

1 x 1N4007 vysokonapäťová dióda s vysokým prúdom na ochranu mikrokontroléra pred špičkami napätia

1 x 2N2222 NPN tranzistor na všeobecné použitie

1 x LED a odpor obmedzujúci prúd 220 ohmov na testovanie konektivity

Niekoľko prepojovacích káblov

Kábel USB na nahranie kódu do Arduina

a všeobecné spájkovacie zariadenia

Krok 6: Zostavenie

* Začnime pripojením pinov VIN a GND Arduina k kladným a záporným lištám dosky.

* Potom pripojte jeden z kolíkov cievok k +ve 5v lište nepájivého poľa.

* Ďalej musíme pripojiť diódu cez elektromagnetickú cievku. Keď je tranzistor vypnutý, dióda cez elektromagnet vedie v opačnom smere, aby sa chránila pred špičkou napätia alebo spätným tokom prúdu.

* Potom pripojte kolektor tranzistora NPN k 2. kolíku cievky.

* Vysielač sa pripája k -ve lište nepájivej dosky.

* Nakoniec, pomocou rezistora 1k pripojte základňu tranzistora k pinu D2 Arduina.

* Tým je náš obvod kompletný, teraz môžeme nahrať kód do Arduina na zapnutie alebo vypnutie relé. V zásade, keď +5v preteká 1K odporom k základni tranzistora, tečie prúd a zapína tranzistor asi 0,0005 ampéra (500 mikroampérov). Križovatkou zapínajúcou elektromagnet začne pretekať prúd asi 0,07 ampéra. Elektromagnet potom pritiahne spínací kontakt a posunie ho, aby spojil svorku COM so svorkou NO.

* Keď je pripojený terminál NO, je možné zapnúť lampu alebo akékoľvek iné zaťaženie. V tomto prípade len zapínam a vypínam diódu LED.

Krok 7: Kód

Kód je veľmi jednoduchý. Začnite tým, že definujete digitálny pin číslo 2 Arduino ako reléový kolík.

Potom definujte pinMode ako VÝSTUP v sekcii nastavenia kódu. Nakoniec v sekcii slučky zapneme a vypneme relé po každých 500 cykloch CPU nastavením kolíka relé na HIGH a LOW.

Krok 8: Záver

* Pamätajte si: Je veľmi dôležité umiestniť diódu cez cievku relé, pretože keď dôjde k odstráneniu prúdu z cievky v dôsledku kolapsu magnetického poľa, generuje sa špička napätia (indukčný spätný ráz z cievky) (elektromagnetické rušenie). lúka. Tento napäťový hrot môže poškodiť citlivé elektronické súčiastky riadiace obvod.

* Najdôležitejšie: Rovnako ako kondenzátory, relé vždy podhodnocujeme, aby sme znížili riziko porúch relé. Povedzme, že musíte pracovať pri 10A pri 120VAC, nepoužívajte relé dimenzované na 10A pri 120VAC, ale použite väčšie, napríklad 30A pri 120VAC. Pamätajte si, že výkon = prúd * napätie, takže relé 30A@220V zvládne až 6 000W zariadenie.

* Ak nahradíte LED diódu akýmkoľvek iným elektrickým zariadením, ako je ventilátor, žiarovka, chladnička atď., Mali by ste byť schopní premeniť tento spotrebič na inteligentné zariadenie s elektrickou zásuvkou ovládanou Arduino.

* Relé je možné použiť aj na zapnutie alebo vypnutie dvoch obvodov. Jeden, keď je elektromagnet zapnutý, a druhý, keď je elektromagnet vypnutý.

* Relé pomáha pri elektrickej izolácii. Spínacie kontakty relé sú úplne izolované od cievky, a teda od Arduina. Jediným spojením je magnetické pole.

Poznámka: Skraty na pinoch Arduino alebo pokusy o spustenie vysokonapäťových zariadení z neho môžu poškodiť alebo zničiť výstupné tranzistory v kolíku alebo poškodiť celý čip AtMega. Často to bude mať za následok „mŕtvy“kolík mikroovládača, ale zostávajúci čip bude stále fungovať adekvátne. Z tohto dôvodu je vhodné pripojiť výstupné piny k iným zariadeniam s odpormi 470Ω alebo 1k, pokiaľ pre konkrétnu aplikáciu nie je požadovaný maximálny odber prúdu z pinov

Krok 9: Ďakujem

Ešte raz vám ďakujem za sledovanie tohto videa! Dúfam, že vám to pomôže. Ak ma chcete podporiť, môžete sa prihlásiť na odber môjho kanála a sledovať moje ďalšie videá. Ďakujem, znova v mojom ďalšom videu.