Управление реле с помощью Arduino: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Всем привет, снова добро пожаловать на мой канал. Это мой 4-й урок о том, как управлять РЕЛЕ (не модулем реле) с помощью Arduino.

Существуют сотни учебных пособий о том, как использовать «релейный модуль», но я не смог найти хорошего, в котором показано, как использовать релейный модуль, а не релейный модуль. Итак, здесь мы должны обсудить, как работает реле и как мы можем подключить его к Arduino.

Примечание. Если вы выполняете какие-либо работы с «сетевым питанием», например, с электропроводкой переменного тока 120 В или 240 В, вы всегда должны использовать надлежащее оборудование и защитные приспособления и определить, достаточно ли у вас навыков и опыта, или проконсультироваться с лицензированным электриком. Этот проект не предназначен для использования детьми.

Шаг 1. Основы

Реле - это большой механический переключатель, который включается или выключается при подаче напряжения на катушку.

В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей реле бывают разных типов, например:

1. Электромагнитные реле

2. Твердотельные реле.

3. Тепловые реле

4. Реле переменной мощности

5. Герконовые реле.

6. Гибридные реле

7. Многомерные реле и т. Д. С различными номиналами, размерами и областями применения.

Однако в этом уроке мы будем обсуждать только электромагнитные реле.

Руководство по различным типам реле:

1.

2.

Шаг 2: Мое реле (SRD-05VDC-SL-C)

Я смотрю на реле SRD-05VDC-SL-C. Это очень популярное реле среди любителей электроники Arduino и DIY.

Это реле имеет 5 контактов. 2 для катушки. Средний - COM (общий), а остальные два - NO (нормально открытый) и NC (нормально закрытый). Когда ток течет через катушку реле, создается магнитное поле, которое заставляет железный якорь двигаться, замыкая или разрывая электрическое соединение. Когда электромагнит находится под напряжением, NO - это тот, который включен, а NC - тот, который выключен. Когда катушка обесточена, электромагнитная сила исчезает, и якорь возвращается в исходное положение, включая замыкающий контакт. Замыкание и размыкание контактов приводит к включению и выключению цепей.

Теперь, если мы посмотрим на верхнюю часть реле, первое, что мы увидим, - это SONGLE, это название производителя. Затем мы видим «Номинальный ток и напряжение»: это максимальный ток и / или напряжение, которое может пройти через переключатель. Он начинается с 10 А при 250 В переменного тока и снижается до 10 А при 28 В постоянного тока. Наконец, нижний бит говорит: SRD-05VDC-SL-C SRD: модель реле. 05VDC: Также известное как «Номинальное напряжение катушки» или «Напряжение активации реле», это напряжение, необходимое катушке для активации реле.

S: обозначает структуру "герметичного типа".

L: «Чувствительность катушки», равная 0,36 Вт.

C: сообщает нам о контактной форме

Я приложил техническое описание реле для получения дополнительной информации.

Шаг 3: получение реле

Начнем с определения контактов катушки реле.

Это можно сделать либо подключив мультиметр к режиму измерения сопротивления со шкалой 1000 Ом (поскольку сопротивление катушки обычно находится в диапазоне от 50 до 1000 Ом), либо используя батарею. Это реле не имеет маркировки полярности, поскольку в нем нет внутреннего подавляющего диода. Следовательно, положительный выход источника питания постоянного тока может быть подключен к любому из контактов катушки, а отрицательный выход источника питания постоянного тока будет подключен к другому контакту катушки или наоборот. Если мы подключим нашу батарею к правильным контактам, вы действительно можете услышать звук * щелчка * при включении переключателя.

Если вы когда-нибудь запутаетесь при определении того, какой из них является NO, а какой - NC, выполните следующие действия, чтобы легко определить, что:

- Установите мультиметр в режим измерения сопротивления.

- Переверните реле вверх дном, чтобы увидеть контакты, расположенные в его нижней части.

- Теперь подключите один на щупе мультиметра к контакту между катушками (общий контакт).

- Затем подключите другой датчик один за другим к оставшимся 2 контактам.

Только один из контактов замкнет цепь и покажет активность на мультиметре.

Шаг 4: Arduino и реле

* Вопрос в том, «Зачем использовать реле с Arduino?»

Контакты GPIO микроконтроллера (вход / выход общего назначения) не могут работать с устройствами с более высокой мощностью. Светодиоды достаточно просты, но большие силовые элементы, такие как лампочки, двигатели, насосы или вентиляторы, требуют более хитрой схемы. Вы можете использовать реле 5 В для переключения тока 120–240 В и использовать Arduino для управления реле.

* Реле в основном позволяет относительно низкому напряжению легко управлять цепями более высокой мощности. Реле выполняет это, используя 5 В, выводимое с вывода Arduino, для подачи питания на электромагнит, который, в свою очередь, замыкает внутренний физический переключатель для включения или выключения цепи более высокой мощности. Коммутационные контакты реле полностью изолированы от катушки и, следовательно, от Arduino. Единственная связь - магнитное поле. Этот процесс называется «Электрическая изоляция».

* Теперь возникает вопрос, зачем нам нужен дополнительный бит цепи для управления реле? Катушке реле требуется большой ток (около 150 мА) для управления реле, чего Arduino не может обеспечить. Поэтому нам нужно устройство для усиления тока. В этом проекте NPN-транзистор 2N2222 управляет реле, когда переход NPN становится насыщенным.

Шаг 5: Требования к оборудованию

Для этого урока нам понадобятся:

1 х макет

1 x Arduino Nano / UNO (все, что под рукой)

1 х реле

1 резистор 1 кОм

1 x 1N4007 высоковольтный диод с высоким номинальным током для защиты микроконтроллера от скачков напряжения

1 x 2N2222 NPN транзистор общего назначения

1 светодиод и токоограничивающий резистор 220 Ом для проверки подключения

Мало соединительных кабелей

USB-кабель для загрузки кода в Arduino.

и общее паяльное оборудование

Шаг 6: Сборка

* Начнем с подключения контактов VIN и GND Arduino к положительным и отрицательным шинам макета.

* Затем подключите один из выводов катушки к положительной 5-вольтовой шине макетной платы.

* Затем нам нужно подключить диод к электромагнитной катушке. Диод на электромагните проводит в обратном направлении, когда транзистор выключен, чтобы защитить от скачка напряжения или обратного потока тока.

* Затем подключите коллектор транзистора NPN ко 2-му выводу катушки.

* Излучатель подключается к шине макета.

* Наконец, с помощью резистора 1 кОм подключите базу транзистора к выводу D2 Arduino.

* На этом наша схема завершена, теперь мы можем загрузить код в Arduino для включения или выключения реле. В основном, когда + 5В протекает через резистор 1 кОм к базе транзистора, ток около 0,0005 ампер (500 микроампер) течет и включает транзистор. Через переходник начинает течь ток силой около 0,07 ампер, включающий электромагнит. Затем электромагнит тянет переключающий контакт и перемещает его, чтобы подключить клемму COM к клемме NO.

* После подключения клеммы NO можно включить лампу или любую другую нагрузку. В этом примере я просто включаю и выключаю светодиод.

Шаг 7: Код

Код очень простой. Просто начните с определения цифрового вывода 2 Arduino как вывода реле.

Затем определите pinMode как OUTPUT в разделе настройки кода. Наконец, в разделе цикла мы собираемся включать и выключать реле после каждых 500 циклов ЦП, устанавливая контакт реле на HIGH и LOW соответственно.

Шаг 8: Заключение

* Помните: очень важно разместить диод поперек катушки реле, потому что возникает всплеск напряжения (индуктивный откат от катушки) (электромагнитные помехи), когда ток снимается с катушки из-за разрушения магнитного поля. поле. Этот скачок напряжения может повредить чувствительные электронные компоненты, управляющие цепью.

* Самое важное: как и в случае с конденсаторами, мы всегда недооцениваем реле, чтобы снизить риск отказа реле. Допустим, вам нужно работать при 10 А при 120 В переменного тока, не используйте реле, рассчитанное на 10 А при 120 В переменного тока, вместо этого используйте реле большего размера, например 30 А при 120 В переменного тока. Помните, что мощность = ток * напряжение, поэтому реле на 30 А при 220 В может работать с устройством мощностью до 6000 Вт.

* Если вы просто замените светодиод на любое другое электрическое устройство, такое как вентилятор, лампочка, холодильник и т. Д., Вы сможете превратить это устройство в интеллектуальное устройство с розеткой, управляемой Arduino.

* Реле также можно использовать для включения или выключения двух цепей. Один, когда электромагнит включен, а второй, когда электромагнит выключен.

* Реле помогает в электрической изоляции. Коммутационные контакты реле полностью изолированы от катушки и, следовательно, от Arduino. Единственная связь - магнитное поле.

Примечание. Короткие замыкания на выводах Arduino или попытки запустить от него устройства с высоким током могут повредить или разрушить выходные транзисторы на выводе или повредить весь чип AtMega. Часто это приводит к "мертвому" контакту микроконтроллера, но оставшийся чип все равно будет нормально работать. По этой причине рекомендуется подключать выводы ВЫХОДА к другим устройствам с резисторами 470 Ом или 1 кОм, если для конкретного приложения не требуется максимальное потребление тока от выводов.

Шаг 9: Спасибо

Еще раз спасибо за просмотр этого видео! Надеюсь, это вам поможет. Если вы хотите поддержать меня, вы можете подписаться на мой канал и смотреть другие мои видео. Спасибо, еще раз в моем следующем видео.