Řízení relé s Arduinem: 9 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Ahoj všichni, vítejte zpět na mém kanálu. Toto je můj 4. návod, jak řídit RELÉ (nikoli reléový modul) s Arduinem.

K dispozici jsou stovky návodů, jak používat „reléový modul“, ale nenašel jsem vhodný, který by ukazoval, jak používat relé a ne reléový modul. Zde tedy budeme diskutovat o tom, jak relé funguje a jak jej můžeme připojit k Arduinu.

Poznámka: Pokud provádíte jakoukoli práci se „síťovým napájením“, jako je napájecí vedení 120 V nebo 240 V AC, měli byste vždy používat správné vybavení a bezpečnostní zařízení a určit, zda máte dostatečné dovednosti a zkušenosti, nebo se poradit s kvalifikovaným elektrikářem. Tento projekt není určen pro použití dětmi.

Krok 1: Základy

Relé je velký mechanický spínač, který se zapíná nebo vypíná napájením cívky.

V závislosti na provozním principu a strukturálních vlastnostech jsou relé různých typů, jako například:

1. Elektromagnetická relé

2. Polovodičová relé

3. Tepelná relé

4. Výkonově různá relé

5. Reed relé

6. Hybridní relé

7. Multidimenzionální relé a tak dále, s různými hodnoceními, velikostmi a aplikacemi.

V tomto tutoriálu však budeme diskutovat pouze o elektromagnetických relé.

Průvodce po různých typech relé:

1.

2.

Krok 2: Moje relé (SRD-05VDC-SL-C)

Relé, na které se dívám, je SRD-05VDC-SL-C. Je to velmi populární relé mezi fanoušky elektroniky Arduino a DIY.

Toto relé má 5 pinů. 2 pro cívku. Prostřední je COM (společný) a zbývající dva se nazývají NO (normálně otevřený) a NC (normálně zavřený). Když proud protéká cívkou relé, vytvoří se magnetické pole, které způsobí pohyb železné kotvy, a to buď při vytváření nebo přerušení elektrického připojení. Když je elektromagnet pod napětím, NO je ten, který je zapnutý a NC je ten, který je vypnutý. Když je cívka bez napětí, elektromagnetická síla zmizí a kotva se vrátí zpět do původní polohy zapnutím NC kontaktu. Zavření a uvolnění kontaktů má za následek zapnutí a vypnutí obvodů.

Když se podíváme na horní část relé, první věc, kterou vidíme, je SONGLE, je to jméno výrobce. Poté vidíme „Jmenovitý proud a napětí“: je to maximální proud a/nebo napětí, které lze přes spínač přenést. Začíná od 10A@250VAC a klesá až do 10A@28VDC Nakonec spodní bit říká: SRD-05VDC-SL-C SRD: je model relé. 05VDC: Také známé jako „Jmenovité napětí cívky“nebo „Relé aktivační napětí“, je to napětí potřebné pro cívku k aktivaci relé.

S: Znamená strukturu „Sealed Type“

L: je „Citlivost cívky“, která je 0,36 W.

C: říká nám o kontaktním formuláři

Pro více informací jsem připojil datový list relé.

Krok 3: Získání rukou na relé

Začněme určením pinů cívek relé.

Můžete to provést buď připojením multimetru k režimu měření odporu se stupnicí 1000 ohmů (protože odpor cívky se běžně pohybuje mezi 50 ohmy a 1 000 ohmy) nebo pomocí baterie. Toto relé má vyznačenou polaritu „ne“, protože v něm není přítomna vnitřní potlačující dioda. Kladný výstup stejnosměrného napájecího zdroje lze tedy připojit k jakémukoli pinu cívky, zatímco záporný výstup stejnosměrného napájecího zdroje bude připojen k druhému kolíku cívky nebo naopak. Pokud připojíme naši baterii ke správným kolíkům, ve skutečnosti uslyšíte zvuk * kliknutí *, když se spínač zapne.

Pokud jste někdy zmateni při zjišťování, který z nich je NE a který je NC pin, postupujte podle následujících kroků, abyste snadno zjistili, že:

- Nastavte multimetr na režim měření odporu.

- Otočte relé vzhůru nohama, abyste viděli kolíky umístěné v jeho spodní části.

- Nyní připojte jeden na sondě multimetru ke kolíku mezi cívkami (Common Pin)

- Poté připojte druhou sondu jeden po druhém ke zbývajícím 2 pinům.

Pouze jeden z kolíků dokončí obvod a bude zobrazovat aktivitu na multimetru.

Krok 4: Arduino a relé

* Otázka zní „Proč používat relé s Arduinem?“

Piny GPIO (vstup/výstup) univerzálního ovladače nemohou zvládnout zařízení s vyšším výkonem. LED je dostatečně snadná, ale velké napájecí zdroje, jako jsou žárovky, motory, čerpadla nebo ventilátory, vyžadují záludnější obvody. Pomocí relé 5 V můžete přepínat proud 120-240 V a pomocí relé Arduino ovládat relé.

* Relé v zásadě umožňuje relativně nízké napětí snadno ovládat obvody vyšších výkonů. Relé toho dosahuje pomocí 5V výstupních z pinu Arduino k napájení elektromagnetu, který zase uzavírá vnitřní fyzický spínač pro zapnutí nebo vypnutí obvodu s vyšším výkonem. Přepínací kontakty relé jsou zcela izolovány od cívky, a tedy od Arduina. Jediným článkem je magnetické pole. Tento proces se nazývá „elektrická izolace“.

* Nyní vyvstává otázka: Proč potřebujeme další obvod k pohonu relé? Cívka relé potřebuje k pohonu relé velký proud (kolem 150mA), což Arduino nemůže poskytnout. Proto potřebujeme zařízení pro zesílení proudu. V tomto projektu NPN tranzistor 2N2222 pohání relé, když se spojení NPN nasytí.

Krok 5: Hardwarový požadavek

Pro tento tutoriál potřebujeme:

1 x prkénko

1 x Arduino Nano/UNO (Cokoli se hodí)

1 x relé

1 x 1K odpor

1 x 1N4007 Dioda vysokého napětí, vysokého proudu pro ochranu mikrořadiče před napěťovými špičkami

1 x 2N2222 NPN tranzistor pro všeobecné použití

1 x LED a odpor omezující proud 220 ohmů k testování připojení

Několik propojovacích kabelů

Kabel USB pro nahrání kódu do Arduina

a obecná pájecí zařízení

Krok 6: Sestavení

* Začněme připojením pinů VIN a GND Arduina k kladným a záporným kolejnicím na desce.

* Poté připojte jeden z kolíků cívek k +ve 5v liště prkénka.

* Dále musíme připojit diodu přes elektromagnetickou cívku. Dioda přes elektromagnet vede v opačném směru, když je tranzistor vypnutý, aby chránil před napěťovým špičkou nebo zpětným tokem proudu.

* Poté připojte kolektor NPN tranzistoru k 2. pinu cívky.

* Vysílač se připojuje k příčné kolejnici prkénka.

* Konečně, pomocí rezistoru 1k připojte základnu tranzistoru ke kolíku D2 Arduina.

* Tím je náš obvod kompletní, nyní můžeme nahrát kód do Arduina pro zapnutí nebo vypnutí relé. V zásadě, když +5v protéká rezistorem 1K na základnu tranzistoru, teče proud asi 0,0005 ampérů (500 mikroampérů) a zapíná tranzistor. Spojením zapínajícím elektromagnet začíná protékat proud asi 0,07 A. Elektromagnet poté přitáhne spínací kontakt a přesune jej, aby připojil svorku COM ke svorce NO.

* Jakmile je připojen terminál NO, lze zapnout lampu nebo jakoukoli jinou zátěž. V tomto případě pouze zapínám a vypínám LED.

Krok 7: Kód

Kód je velmi jednoduchý. Začněte tím, že definujete digitální pin číslo 2 Arduina jako reléový pin.

Potom definujte pinMode jako VÝSTUP v sekci nastavení kódu. Nakonec v sekci smyčky zapneme a vypneme relé po každých 500 cyklech CPU nastavením pinu relé na HIGH a LOW.

Krok 8: Závěr

* Pamatujte: Je velmi důležité umístit diodu přes cívku relé, protože když je proud odstraněn z cívky v důsledku zhroucení magnetického pole, generuje se špička napětí (indukční zpětný ráz od cívky) (elektromagnetické rušení) pole. Tento napěťový hrot může poškodit citlivé elektronické součástky ovládající obvod.

* Nejdůležitější: Stejně jako kondenzátory vždy relé podhodnocujeme, abychom snížili riziko poruch relé. Řekněme, že musíte pracovat při 10 A při 120 V AC, nepoužívejte relé dimenzované na 10 A při 120 V AC, místo toho použijte větší, například 30 A při 120 V AC. Pamatujte, výkon = proud * napětí, takže relé 30 A@220 V zvládne až 6 000 W zařízení.

* Pokud vyměníte LED za jiné elektrické zařízení, jako je ventilátor, žárovka, lednička atd., Měli byste z tohoto zařízení udělat chytré zařízení s elektrickou zásuvkou ovládanou Arduino.

* Relé lze také použít k zapnutí nebo vypnutí dvou obvodů. Jeden při zapnutém elektromagnetu a druhý při vypnutém elektromagnetu.

* Relé pomáhá při elektrické izolaci. Přepínací kontakty relé jsou zcela izolovány od cívky, a tedy od Arduina. Jediným článkem je magnetické pole.

Poznámka: Zkraty na pinech Arduino nebo pokusy o spuštění zařízení s vysokým proudem z něj mohou poškodit nebo zničit výstupní tranzistory v pinu nebo poškodit celý čip AtMega. Často to bude mít za následek „mrtvý“kolík mikrořadiče, ale zbývající čip bude stále fungovat adekvátně. Z tohoto důvodu je vhodné propojit vývody OUTPUT s jinými zařízeními s odpory 470Ω nebo 1k, pokud není pro konkrétní aplikaci vyžadován maximální odběr proudu z vývodů

Krok 9: Díky

Ještě jednou díky za zhlédnutí tohoto videa! Doufám, že vám to pomůže. Pokud mě chcete podpořit, můžete se přihlásit k odběru mého kanálu a sledovat moje další videa. Díky, ca znovu v mém dalším videu.