Collegamento del modulo relè ad Arduino. Controllo relè tramite Arduino

Sarà necessario collegare il modulo relè ad Arduino se si decide di controllare un carico potente o corrente alternata utilizzando un microcontrollore. Il modulo relè SRD-05VDC-SL-C consente di controllare circuiti elettrici con corrente alternata fino a 250 Volt e carichi fino a 10 Ampere. Diamo un'occhiata allo schema di collegamento del relè, come controllare il modulo per accendere la striscia LED e la lampada a incandescenza.

Descrizione e schema del relè SRD-05VDC-SL-C

Un relè è un dispositivo elettromeccanico che serve a chiudere e aprire un circuito elettrico utilizzando un elettromagnete. Il principio di funzionamento del relè di potenza srd-05vdc è molto semplice. Quando la tensione di controllo viene applicata alla bobina elettromagnetica, al suo interno appare un campo elettromagnetico che attrae la linguetta metallica e i contatti del carico potente si chiudono.

Se i contatti del relè si chiudono quando viene applicata la tensione di controllo, tale relè viene chiamato relè di chiusura. Se, quando viene applicata la tensione di controllo, i contatti del relè si aprono, ma nello stato normale i contatti sono chiusi, il relè viene chiamato relè di interruzione. I relè sono disponibili anche in corrente continua e alternata, a canale singolo, multicanale e di commutazione. Il principio di funzionamento è lo stesso per tutti.

Secondo le caratteristiche del relè SRD-05VDC-SL-C, per commutare i contatti sono sufficienti circa 5 Volt 20 mA; i pin di Arduino sono in grado di erogare fino a 40 mA. Pertanto, con l'aiuto di Arduino possiamo controllare non solo una lampada a incandescenza, ma anche qualsiasi elettrodomestico: un riscaldatore, un frigorifero, ecc. I transistor ad effetto di campo su Arduino possono controllare correnti solo fino a 100 Volt.

Schema di collegamento del relè ad Arduino UNO

Per questa lezione avremo bisogno dei seguenti dettagli:

• Scheda Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• alimentazione 12 Volt;
• Striscia LED;
• cavi maschio-maschio e maschio-femmina.

Assemblare il circuito come mostrato nella figura sopra. Un circuito simile è stato utilizzato nel progetto Lampada controllata da un telecomando, in cui la striscia LED veniva accesa tramite un relè. Il modulo ha tre contatti per il controllo dal microcontrollore Arduino e due contatti per il collegamento di un potente circuito elettrico. Lo schema di collegamento del relè ad Arduino UNO, Nano o Arduino Mega non è diverso:

TERRA-TERRA
VCC-5V
In: qualsiasi porta digitale

Dopo aver assemblato il circuito elettrico, carica il seguente schizzo sul microcontrollore. Questo programma non è diverso dallo schizzo per far lampeggiare un LED su Arduino, abbiamo semplicemente cambiato la porta nello schizzo e impostato un tempo di ritardo più lungo.

Schizzo per controllare un relè da Arduino

void setup() (pinMode(3, OUTPUT); // dichiara il pin 3 come output) void loop () ( digitalWrite (3, HIGH ); // chiude il ritardo del relè (3000); // attende 3 secondi digitalWrite (3, LOW ); // apre il relè ritardo(1000); // aspetta 1 secondo)

Dopo aver caricato lo schizzo, collega l'alimentazione al circuito. In questo caso, il relè deve essere installato nell'interruzione di uno dei fili che vanno alla striscia LED. Per motivi di sicurezza è meglio installare il relè nel filo di terra. Gli svantaggi del relè includono i clic quando si chiude/apre il contatto, quindi è più conveniente utilizzare i transistor per accendere strisce LED e altri dispositivi fino a 40 Volt.

Video. Controllo della striscia LED tramite relè

Il relè può essere utilizzato per creare una lampada automatica in cui viene utilizzata una lampada a incandescenza da 200 Volt e il controller accende la lampada quando il livello di luce nella stanza scende al di sotto di un valore predeterminato. È inoltre possibile effettuare il controllo automatico della stufa elettrica nella stanza.

Inoltre leggi spesso:

Schermatura blocco relè a 4 canali per Arduino UNO R3 e MEGA 2560

I relè sono dispositivi elettromeccanici che aprono e/o aprono i contatti di un circuito elettrico esterno quando viene fornita una corrente elettrica di controllo all'avvolgimento del relè. Questa corrente genera un campo magnetico che provoca il movimento dell'armatura ferromagnetica del relè, che è collegata meccanicamente ai contatti elettrici del circuito elettrico esterno. Il successivo movimento dei contatti commuta questo circuito.
Puoi collegare una lampadina, un ventilatore, un'elettrovalvola per controllare l'irrigazione al relè e controllare programmaticamente questi dispositivi modificando lo stato sui pin digitali di Arduino.
Relay Shield è una scheda di espansione per Arduino, che contiene 4 relè TIANBO indipendenti collegati ai pin digitali di Arduino. Questo relè è controllato da 5 volt ed è in grado di commutare fino a 3 amp di 24 V CC e 125 V CA.

Per controllare 4 relè della scheda, vengono utilizzati i seguenti pin Arduino: D4, D5, D6, D7.. Quando si collega ciascun pin Arduino al circuito di commutazione del relè, viene utilizzato l'isolamento galvanico, che impedisce interferenze esterne durante l'accensione/spegnimento della scheda. carico collegato al relè. Il circuito del relè utilizza un transistor di tipo p-n-p; per aprirlo è necessario applicare un meno alla base. Per fare ciò utilizziamo la funzione digitalWrite(pin, LOW). Il transistor sarà aperto e la corrente scorrerà attraverso il circuito di controllo e il relè funzionerà. Per disattivare il relè, spegnere il transistor applicando un segno positivo alla base e chiamando la funzione digitalWrite(pin, HIGH).
Lo stato attuale di ciascuno di essi può essere giudicato dagli indicatori LED situati sulla scheda. Ciascun relè è dotato di una morsettiera a 3 fili, che consente di utilizzare il relè sia in modalità “normalmente aperto” che “normalmente chiuso”.
A differenza della maggior parte dei moduli relè per Arduino, questa scheda è realizzata in formato scudo, il che consente di risparmiare notevolmente spazio e aumenta l'affidabilità del contatto tra Arduino e il relè.

Caratteristiche del relè
Corrente di avvolgimento: 80 mA;
Tensione di commutazione massima: 24 V CC; 125 VCA;
Corrente di commutazione massima: 3 A;
Frequenza di commutazione consigliata: fino a 1 Hz;
Durata: almeno 50.000 commutazioni.

Diamo un'occhiata a un esempio di utilizzo di Relay Shield. Colleghiamo al relè una lampada di illuminazione, che si accenderà/spegnerà a seconda dell'illuminazione della stanza. Utilizzeremo una fotoresistenza come sensore di luce ambientale. Schema di collegamento.

// Pin utilizzato per il relè
#definire PIN_RELAY 7
// Pin di collegamento della fotoresistenza
#define PIN_PHOTORESISTOR A0
// variabile per memorizzare le letture della fotoresistenza
int val_foto;
// valore limite dell'illuminazione
#define VAL_PHOTO_ON 220
#define VAL_PHOTO_OFF 520

Configurazione nulla (nullo)
{
// connessione alla porta seriale
Serial.begin(9600);
// imposta l'uscita relè come OUTPUT
modalità pin(PIN_RELAY,OUTPUT);
// per accendere la luce
digitalWrite(PIN_RELAY,BASSO);
}
ciclo vuoto (vuoto)
{
// riceve dati dalla fotoresistenza
val_photo=analogRead(PIN_PHOTORESISTOR);
// accendere
se(val_foto< VAL_PHOTO_ON)
digitalWrite(PIN_RELAY,BASSO);
// spegnere
altrimenti se(val_photo< VAL_PHOTO_OFF)
scrittura digitale(PIN_RELAY,ALTA);
// fa una pausa prima della misurazione successiva
ritardo(5000);

I pin digitali su Arduino possono assumere valori alti o bassi. È questa proprietà che viene utilizzata per controllare la maggior parte dei motori esterni, sensori, ecc.

Ma a volte sorgono limitazioni dovute al fatto che i dispositivi richiedono correnti più elevate di quelle che Arduino può fornire. A giudicare dalle specifiche, le schede Arduino ci forniscono solo 20 mA.

Se lavori troppo spesso con correnti che superano queste linee guida, non solo avrai un circuito elettrico inaffidabile, ma potresti anche danneggiare il controller Arduino.

È invece necessario collegare l'amperaggio richiesto. Un'opzione è utilizzare un relè. Inoltre, a volte avrai bisogno di transistor, ad esempio TIP122, di cui parleremo in questo articolo.

Nodi richiesti

Il vantaggio principale di questo approccio è il suo basso costo.

Il transistor TIP122 può essere trovato in qualsiasi negozio di ricambi radio o ordinato su Aliexpress, eBay.

Lì è possibile acquistare i relè automatici.

Descrizione del transistor TIP122 e della sua piedinatura

TIP122 è un transistor bipolare. Cioè, deve essere fornita una tensione positiva più elevata per la base rispetto all'emettitore, il che consentirà alla corrente di fluire dall'emettitore al collettore. Le posizioni della base, dell'emettitore e del collettore del TIP122 sono mostrate nella figura seguente.

La cosa principale da ricordare su questo transistor è che consente il flusso di una corrente di 5 A dall'emettitore attraverso il collettore e di 120 mA dall'emettitore attraverso la base.

È anche molto interessante che puoi ottenere una differenza di 100 volt tra collettore ed emettitore e 100 volt tra collettore e base.

Non è troppo? Per la maggior parte dei progetti Arduino questo è davvero troppo. Ma allo stesso tempo sono economici e quando appare una nuova idea, non devi preoccuparti di selezionare il transistor giusto, poiché questo andrà sicuramente bene. Una volta che un progetto o un progetto è stato dimostrato, può essere ottimizzato dopo il campione di prova.

Relè automatico Bosch Cube. Pinout e descrizione

Questi relè possono fornire diverse tensioni e correnti. Il relè di cui parleremo ulteriormente fornisce una tensione di 12 V e una corrente di 20/30 A. Cioè, con contatti chiusi la corrente è 20 A, con contatti aperti - 30 A.

Inoltre, sul mio relè la resistenza della bobina è di circa 95 ohm.

La corrente necessaria per la bobina è molto maggiore di quella che può fornire Arduino, ma diventa più che sufficiente dopo aver utilizzato il transistor TIP122, che produce 5 A.

Schema e descrizione del collegamento di Arduino, TIP122 e relè

Nello schema elettrico seguente, l'uscita D0 alta è collegata alla base TIP122 e ciò consente alla corrente di fluire al pin 86 sul relè. Grazie a ciò, l'alimentazione viene fornita al relè e al suo interno vengono chiusi i contatti 30 e 87. Successivamente, puoi alimentare qualsiasi tuo dispositivo esterno.

Spiegazioni per l'uso e programma per Arduino, TIP122 e relè automatico

In questo esempio costruiremo un piccolo circuito che utilizza un Arduino per controllare un relè automatico. Dopo aver caricato lo schizzo sul microcontrollore, il relè si accenderà per due secondi e si spegnerà per due secondi. Ciò continuerà finché non rimuoverai l'alimentazione dalla tua scheda Arduino.

Lo schema di collegamento corrisponde a quello di cui abbiamo discusso sopra. Di seguito è riportata una versione più visiva.

Copia e incolla lo schizzo nell'IDE di Arduino e caricalo su Arduino.

Prima di scaricare il programma, scollegare la fonte di alimentazione esterna.

// Prova: TIP122 e Arduino

int nRelayDrive = 0; // il pin 0 è per il controllo del relè

pinMode(nRelayDrive, USCITA); // dichiara il relè come uscita

digitalWrite(nRelayDrive, BASSO); // attiva il relè

digitalWrite(nRelayDrive, ALTA); // spegne il relè

Visita medica

Scollega il cavo USB dal personal computer e collega un alimentatore esterno ad Arduino e al relè. Concedi al microcontrollore il tempo di riavviarsi. Se tutto è stato eseguito correttamente, dovresti sentire il caratteristico clic del relè, che chiuderà e aprirà il contatto ogni due secondi.

PS In questo progetto, come fonte di alimentazione è stata utilizzata una batteria per auto da 12 volt, ma è possibile utilizzarne un'altra.

Lascia i tuoi commenti, domande e condividi le tue esperienze personali qui sotto. Spesso dalle discussioni nascono nuove idee e progetti!

L'articolo è stato rivisto, i file Eagle sono disponibili per il download e sono state aggiunte 3 opzioni del modulo relè.

Il tuo progetto richiede l'accensione/spegnimento delle luci o qualsiasi altra cosa che, a causa della tensione e della corrente consumata, non può essere collegata direttamente alle porte Arduino? Il modulo relè farà fronte perfettamente a questo compito!

Una piccola teoria

Un relè elettromagnetico è un dispositivo che crea e apre contatti elettrici meccanici (punti verdi) quando viene applicata corrente elettrica all'avvolgimento del relè (i terminali dell'avvolgimento sono contrassegnati con punti rossi).

I relè variano nella quantità di corrente e tensione commutate, nel numero di coppie di contatti di commutazione e nella tensione di alimentazione alla bobina del relè. Per un chiaro esempio, diamo un’occhiata ai relè blu SONGLE SRD-05VDC, familiari all’occhio dell’Arduinista. Permettono di commutare fino a 10A 30V DC e 10A 250V AC, quando vengono forniti solo 5 Volt all'avvolgimento del relè.

Modulo relè con transistor in modalità chiave

Nell'archivio" Modulo relè DIP"

Sembrerebbe che poiché il relè si accende da cinque volt, puoi semplicemente collegare il relè a un'uscita digitale come un LED. Ma non è così semplice. Il fatto è che il relè consuma circa 70 mA, mentre la porta del controller è in grado di fornire solo 20 mA. Un transistor bipolare + un piccolo cablaggio ci aiuteranno a far fronte a questo problema. Il transistor è un componente radio con tre gambe: base, collettore ed emettitore. In questo caso utilizzeremo il tipo NPN. Quando non c'è segnale alla base del transistor, questo è chiuso; quando appare la tensione, il transistor si apre e la corrente scorre liberamente attraverso la giunzione collettore-emettitore. Abbiamo deciso per il transistor, passiamo al cablaggio.

Per un corretto funzionamento sono necessarie due resistenze R1 e R2. R1 limita la corrente ed è installato per proteggere la porta del controller. Per evitare falsi positivi, la base del transistor dovrebbe essere messa a terra dal resistore R2. La bobina del relè è essenzialmente un'induttanza; se la corrente viene interrotta improvvisamente, su di essa si verifica un picco di tensione che può successivamente danneggiare il transistor. Successivamente, dovresti chiudere la bobina su se stessa installando il diodo D1 opposto alla tensione.

Modulo relè con fotoaccoppiatore

Nell'archivio" Modulo relè DIP (accoppiatore ottico)" E " Modulo relè SMD (accoppiatore ottico)"

Un'opzione più sofisticata è un modulo relè e un fotoaccoppiatore. L'accoppiatore ottico consente di separare il circuito di alimentazione dell'avvolgimento del relè e il circuito di segnale di Arduino.

I moduli utilizzano gli accoppiatori ottici PC817 (EL817) ampiamente utilizzati, quindi non dovrebbero esserci problemi con l'acquisto. Un fotoaccoppiatore è un componente radio all'interno del quale si trovano un fotodiodo e un fototransistor, ovvero il segnale viene trasmesso attraverso la luce. Il fotoaccoppiatore ha 4 pin, il cui scopo può essere visto nell'immagine qui sotto.

Quando si utilizza un fotoaccoppiatore, il circuito non diventerà molto più complicato. Verrà aggiunto solo il resistore di limitazione della corrente R1 per il fotodiodo. Dato che non sempre due fonti di alimentazione sono a portata di mano, si è deciso di lasciare sui moduli la possibilità di operare da un'unica fonte chiudendo il ponticello (ne parleremo più avanti).

Collegamento di un modulo relè con fotoaccoppiatore

1. Alimentazione da varie fonti

L'alimentazione dell'avvolgimento del relè è collegata ai contatti “RV” e “RG” e l'alimentazione di controllo è collegata ai terminali “S” e “G”.

2. Alimentazione a fonte singola

Chiudendo il ponticello abbiamo unito le terre. Ora il modulo può essere alimentato da un'unica fonte.

L'archivio contiene modelli per LUT, file Eagle ed elenchi di parti.

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Per facilitare la saldatura dei componenti SMD sul retro della scheda, dove non sono presenti segni, fornirò un'immagine.

Il relè Arduno consente di collegare dispositivi che funzionano in modalità con correnti o tensioni relativamente elevate. Non possiamo collegare direttamente pompe, motori o anche una normale lampadina a incandescenza alla scheda Arduino: la scheda non è progettata per un tale carico e non funzionerà. Ecco perché dovremo aggiungere un relè al circuito, che puoi trovare in qualsiasi progetto. In questo articolo parleremo di cosa sono i relè, come sono e come collegarli al tuo progetto Arduino.

Un relè è un gateway che consente di collegare tra loro circuiti elettrici con parametri completamente diversi. Una tipica chiusa fluviale collega canali d'acqua situati a diverse altezze aprendo o chiudendo cancelli. Un relè in Arduino accende o spegne i dispositivi esterni, chiudendo o aprendo in un certo modo una rete elettrica separata a cui sono collegati. Con l'aiuto di Arduino e dei relè, controlliamo il processo di accensione o spegnimento nello stesso modo in cui accendiamo o spegniamo le luci di casa, inviando un comando per chiudere o aprire. Arduino dà un segnale e proprio la chiusura o l'apertura del “potente” circuito sarà effettuata dal relè attraverso speciali meccanismi interni. Un relè può essere pensato come un telecomando, con l'aiuto del quale eseguiamo le azioni necessarie utilizzando segnali relativamente "deboli".

Il relè è caratterizzato dai seguenti parametri:

• Trigger di tensione o corrente.
• Rilasciare tensione o corrente.
• Tempi di attuazione e rilascio.
• Corrente e tensione di funzionamento.
• Resistenza interna.

A seconda del tipo di questi meccanismi di sgancio interni e delle caratteristiche del dispositivo, si possono distinguere due gruppi principali di relè: relè elettromeccanici (commutati da un elettromagnete) e relè a stato solido (commutati tramite speciali componenti a semiconduttore).

Relè elettromagnetici e a stato solido

Relè elettromagnetico

Un relè elettromagnetico è un dispositivo elettrico che chiude o apre meccanicamente un circuito di carico utilizzando un magnete. è costituito da un elettromagnete, un'armatura mobile e un interruttore. Un elettromagnete è un filo avvolto su una bobina ferromagnetica. Una piastra di materiale magnetico funge da ancoraggio. Alcuni modelli di dispositivi possono avere componenti elettronici aggiuntivi integrati: un resistore per un funzionamento più accurato del relè, un condensatore per ridurre le interferenze, un diodo per eliminare le sovratensioni.

Il relè funziona grazie alla forza elettromagnetica generata nei nuclei quando la corrente viene fornita attraverso le spire della bobina. Nello stato iniziale, la molla tiene l'ancora. Quando viene applicato un segnale di controllo, il magnete inizia ad attrarre l'armatura e a chiudere o aprire il circuito. Quando la tensione viene interrotta, l'armatura ritorna nella sua posizione iniziale. Le fonti di tensione di controllo possono essere sensori (pressione, temperatura, ecc.), Microcircuiti elettrici e altri dispositivi che forniscono bassa corrente o bassa tensione.

I relè elettromagnetici vengono utilizzati nei circuiti di automazione, quando si controllano vari impianti tecnologici, azionamenti elettrici e altri dispositivi. Il relè è progettato per regolare tensioni e correnti, può essere utilizzato come dispositivo di memorizzazione o conversione e può anche registrare deviazioni dei parametri dai valori normali.

Classificazione dei relè elettromagnetici:

• La corrente di controllo può essere costante o alternata. Nel primo caso il dispositivo può essere neutro o polarizzato. Per la corrente alternata l'armatura è realizzata in acciaio elettrico per ridurre le perdite.
• Relè ad ancora o a lamella. Per un tipo ad ancora, il processo di chiusura e apertura avviene spostando l'armatura; per un interruttore reed è tipica l'assenza di nucleo; il campo magnetico agisce sull'elettrodo con contatti.
• Prestazioni – fino a 50 ms, fino a 150 ms e da 1 s.
• Copertura protettiva: sigillata, coperta e aperta.

Rispetto ai dispositivi a semiconduttore, un relè elettromagnetico presenta dei vantaggi: è economico, commuta un grande carico con un dispositivo di piccole dimensioni e produce poco calore sulla bobina. Gli svantaggi includono risposta lenta, rumore e difficoltà nella commutazione di carichi induttivi.

Relè a stato solido

I relè a stato solido sono considerati una buona alternativa a quelli elettromagnetici; sono un dispositivo semiconduttore modulare prodotto utilizzando la tecnologia ibrida. I relè contengono transistor, triac o tiristori. Rispetto ai dispositivi elettromagnetici, i relè a stato solido presentano numerosi vantaggi:

• Lunga durata.
• Prestazione.
• Piccole dimensioni.
• Non sono presenti rumori estranei, interferenze acustiche o chiacchiere da contatto.
• Basso consumo energetico.
• Isolamento di alta qualità.
• Resistente alle vibrazioni e agli urti.
• Non c'è scarica ad arco, il che consente di lavorare in aree esplosive.

Funzionano secondo il seguente principio: un segnale di controllo viene fornito al LED, si verifica l'isolamento galvanico del controllo e dei circuiti commutati, quindi il segnale va alla matrice dei fotodiodi. La tensione è regolata da un interruttore di alimentazione.

I relè a stato solido presentano anche diversi svantaggi. Innanzitutto, durante la commutazione il dispositivo si riscalda. Un aumento della temperatura del dispositivo porta ad una limitazione della corrente regolata: a temperature superiori a 60 gradi il valore corrente diminuisce, la temperatura operativa massima è di 80 gradi.

I relè a stato solido sono classificati secondo i seguenti criteri:

• Tipo di carico: monofase e trifase.
• Metodo di controllo: la commutazione avviene a causa della tensione continua, alternata o manuale.
• Metodo di commutazione: controllo del passaggio dello zero (utilizzato per carichi debolmente induttivi, capacitivi e resistivi), commutazione casuale (carichi induttivi e resistivi che richiedono un'attuazione istantanea) e controllo di fase (variazione della tensione di uscita, regolazione della potenza, controllo della lampada a incandescenza).

Relè nei progetti Arduino

Il relè più comune per la scheda Arduino è realizzato sotto forma di modulo, ad esempio SONGLE SRD-05VDC. Il dispositivo è controllato da una tensione di 5 V, può commutare fino a 10 A 30 V DC e 10 A 250 V AC.

Il diagramma è mostrato in figura. Il relè è costituito da due circuiti non collegati: circuito di controllo A1 e A2 e circuito controllato 1, 2 e 3.

Tra A1 e A2 c'è un nucleo metallico. Se lo attraversate con corrente elettrica, l'armatura (2) ne verrà attratta. 1, 3 – contatti fissi. In assenza di corrente l'armatura si troverà vicino al pin 3.

Collegamento di un relè ad Arduino

Considera un modulo relè a canale singolo. Ha solo 3 contatti, sono collegati ad Arduino Uno come segue: GND – GND, VCC – +5V, In – 3. L'ingresso del relè è invertito, quindi un livello alto su In spegne la bobina, e un livello basso lo accende.

I LED sono necessari per l'indicazione: quando si accende il LED1 rosso, viene fornita tensione al relè, quando si accende il LED2 verde, si verifica un cortocircuito. Quando il microcontrollore si accende, il transistor è spento. Per aprirlo è necessario un meno sulla base, fornito tramite la funzione digitalWrite(pin, LOW);. Il transistor si apre, la corrente scorre attraverso il circuito e il relè funziona. Per disattivarlo, viene applicato un segno più alla base utilizzando digitalWrite(pin, HIGH);.