Conexiune modul releu la Arduino. Controlul releului folosind Arduino

Conectarea modulului releu la Arduino va fi necesară dacă decideți să controlați o sarcină puternică sau un curent alternativ folosind un microcontroler. Modulul releu SRD-05VDC-SL-C vă permite să controlați circuite electrice cu curent alternativ de până la 250 Volți și sarcini de până la 10 Amperi. Să ne uităm la schema de conectare a releului, cum să controlăm modulul pentru a porni banda LED și lampa incandescentă.

Releul SRD-05VDC-SL-C descriere și diagramă

Un releu este un dispozitiv electromecanic care servește la închiderea și deschiderea unui circuit electric folosind un electromagnet. Principiul de funcționare al releului de putere srd-05vdc este foarte simplu. Când tensiunea de control este aplicată bobinei electromagnetice, în ea apare un câmp electromagnetic, care atrage urechea de metal și contactele sarcinii puternice se închid.

Dacă contactele releului se închid atunci când se aplică tensiunea de control, atunci un astfel de releu se numește releu de închidere. Dacă, atunci când se aplică tensiunea de comandă, contactele releului se deschid, dar în stare normală contactele sunt închise, atunci releul se numește releu de întrerupere. Releele sunt, de asemenea, disponibile în curent continuu și alternativ, cu un singur canal, multicanal și în comutare. Principiul de funcționare este același pentru toți.

Conform caracteristicilor releului SRD-05VDC-SL-C, aproximativ 5 volți 20 mA sunt suficiente pentru a comuta contactele; pinii Arduino sunt capabili să furnizeze până la 40 mA. Astfel, cu ajutorul Arduino putem controla nu doar o lampă cu incandescență, ci și orice aparat electrocasnic - un încălzitor, un frigider etc. Tranzistoarele cu efect de câmp de pe Arduino pot controla curenții de până la 100 de volți.

Schema de conectare a releului la Arduino UNO

Pentru această lecție vom avea nevoie de următoarele detalii:

• Placa Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• alimentare 12 Volti;
• Bandă de lumină LED;
• fire mascul-mascul si barbat-fema.

Asamblați circuitul așa cum se arată în imaginea de mai sus. Un circuit similar a fost folosit în proiect Lampă controlată de o telecomandă, unde banda LED a fost pornită cu ajutorul unui releu. Modulul are trei contacte pentru controlul de la microcontrolerul Arduino și două contacte pentru conectarea unui circuit electric puternic. Diagrama de conectare a releului la Arduino UNO, Nano sau Arduino Mega nu este diferită:

GND - GND
VCC - 5V
În - orice port digital

După asamblarea circuitului electric, încărcați următoarea schiță pe microcontroler. Acest program nu este diferit de schița pentru a clipi un LED pe Arduino, tocmai am schimbat portul din schiță și am setat un timp de întârziere mai lung.

Schiță pentru controlul unui releu de la Arduino

void setup() (pinMode(3, OUTPUT); // declar pin 3 ca ieșire) void loop () ( digitalWrite (3, HIGH ); // închideți întârzierea releului (3000); // așteptați 3 secunde digitalWrite (3, LOW ); // deschide releulîntârziere (1000); // așteptați 1 secundă)

După încărcarea schiței, conectați sursa de alimentare la circuit. În acest caz, releul trebuie instalat în întreruperea unuia dintre firele care merg la banda LED. Pentru siguranță, este mai bine să instalați releul în firul de împământare. Dezavantajele releului includ clicuri la închiderea/deschiderea contactului, deci este mai convenabil să folosiți tranzistori pentru a porni benzile LED și alte dispozitive de până la 40 de volți.

Video. Control bandă LED prin releu

Releul poate fi folosit pentru a crea o lampă automată în care este utilizată o lampă incandescentă de 200 de volți, iar controlerul pornește lampa atunci când nivelul de lumină din cameră scade sub o valoare predeterminată. De asemenea, puteți face controlul automat al încălzitorului electric din cameră.

De asemenea, citește des:

Scut bloc releu cu 4 canale pentru Arduino UNO R3 și MEGA 2560

Releele sunt dispozitive electromecanice care fac și/sau întrerup contactele unui circuit electric extern atunci când un curent electric de control este furnizat înfășurării releului. Acest curent generează un câmp magnetic care provoacă mișcarea armăturii feromagnetice a releului, care este conectată mecanic la contactele electrice ale circuitului electric extern. Mișcarea ulterioară a contactelor comută acest circuit.
Puteți conecta un bec, un ventilator, o supapă solenoidă pentru a controla irigarea la releu și a controla programatic aceste dispozitive prin schimbarea stării de pe pinii digitali ai Arduino.
Relay Shield este o placă de expansiune pentru Arduino, care conține 4 relee independente TIANBO conectate la pinii digitali Arduino. Acest releu este controlat de 5 volți și este capabil să comute până la 3 amperi de 24 VDC și 125 VAC.

Pentru a controla 4 relee ale plăcii, se folosesc următorii pini Arduino - D4, D5, D6, D7.. Când conectați fiecare pin Arduino la circuitul de comutare al releului, se folosește izolarea galvanică, care previne interferențele externe la pornirea/oprirea sarcina conectată la releu. Circuitul releului folosește un tranzistor de tip p-n-p; pentru a-l deschide, trebuie să aplicați un minus bazei. Pentru a face acest lucru, folosim funcția digitalWrite(pin, LOW). Tranzistorul va fi deschis și curentul va curge prin circuitul de control, iar releul va funcționa. Pentru a opri releul, opriți tranzistorul aplicând un plus pe bază și apelând funcția digitalWrite(pin, HIGH).
Starea curentă a fiecăruia dintre ele poate fi judecată de LED-urile indicatoare amplasate pe placă. Fiecare releu are un bloc terminal cu 3 fire, care permite ca releul să fie utilizat atât în ​​mod „normal deschis” cât și în mod „normal închis”.
Spre deosebire de majoritatea modulelor de releu pentru Arduino, această placă este realizată în format shield, ceea ce economisește semnificativ spațiu și crește fiabilitatea contactului dintre Arduino și releu.

Caracteristicile releului
Curent de bobinaj: 80 mA;
Tensiune maximă de comutare: 24 VDC; 125 VAC;
Curent maxim de comutare: 3 A;
Frecvența de comutare recomandată: până la 1 Hz;
Durată de viață: cel puțin 50.000 de comutări.

Să ne uităm la un exemplu de utilizare a Relay Shield. Să conectăm o lampă de iluminat la releu, care se va aprinde/stinge în funcție de iluminarea din cameră. Vom folosi un fotorezistor ca senzor de lumină a camerei. Schema de conectare.

// Pin folosit pentru releu
#define PIN_RELAY 7
// Pin de conectare fotorezistor
#define PIN_PHOTORESISTOR A0
// variabilă pentru stocarea citirilor fotorezistoare
int val_photo;
// valoarea limită a iluminării
#define VAL_PHOTO_ON 220
#define VAL_PHOTO_OFF 520

Void setup (void)
{
// conexiune la portul serial
Serial.begin(9600);
// setați ieșirea releului ca OUTPUT
pinMode(PIN_RELAY,OUTPUT);
// a aprinde lumina
digitalWrite(PIN_RELAY,LOW);
}
buclă goală (void)
{
// primirea datelor de la fotorezistor
val_photo=analogRead(PIN_PHOTORESISTOR);
// porniți
if(val_photo< VAL_PHOTO_ON)
digitalWrite(PIN_RELAY,LOW);
// opriți
else if(val_photo< VAL_PHOTO_OFF)
digitalWrite(PIN_RELAY,HIGH);
// pauză înainte de următoarea măsurătoare
întârziere (5000);

Pinii digitali de pe Arduino pot lua valori ridicate sau scăzute. Această proprietate este utilizată pentru a controla majoritatea motoarelor externe, senzorilor etc.

Dar uneori apar limitări din cauza faptului că dispozitivele necesită curenți mai mari decât poate oferi Arduino. Judecând după specificații, plăcile Arduino ne oferă doar 20 mA.

Dacă lucrați cu curenți care depășesc aceste reguli prea des, nu numai că veți avea un circuit electric nefiabil, dar vă puteți deteriora și controlerul Arduino.

În schimb, trebuie să conectați amperajul necesar. O opțiune este utilizarea unui releu. În plus, uneori veți avea nevoie de tranzistori, de exemplu, TIP122, despre care se discută în acest articol.

Noduri necesare

Principalul avantaj al acestei abordări este costul redus.

Tranzistorul TIP122 poate fi găsit în orice magazin de piese radio sau comandat pe Aliexpress, eBay.

De acolo pot fi cumpărate relee automate.

Descrierea tranzistorului TIP122 și a pinout-ului acestuia

TIP122 este un tranzistor bipolar. Adică, pentru bază trebuie furnizată o tensiune pozitivă mai mare decât la emițător, ceea ce va permite curentului să curgă de la emițător la colector. Locațiile de bază, emițător și colector ale TIP122 sunt prezentate în figura de mai jos.

Principalul lucru de reținut despre acest tranzistor este că permite unui curent de 5A să curgă de la emițător prin colector și 120mA de la emițător prin bază.

Ceea ce este cu adevărat tare este că puteți obține o diferență de 100 de volți între colector și emițător și 100 de volți între colector și bază.

Nu este prea mult? Pentru majoritatea proiectelor Arduino, acest lucru este într-adevăr prea mult. Dar, în același timp, sunt ieftine și, atunci când apare o idee nouă, nu trebuie să vă deranjați și să selectați tranzistorul potrivit, deoarece acesta va fi cu siguranță. Odată ce un design sau un design a fost dovedit, acesta poate fi optimizat după proba de testare.

Releu automat Bosch Cube. Pinout și descriere

Aceste relee pot furniza tensiuni și curenți diferite. Releul despre care se va discuta în continuare furnizează o tensiune de 12 V și un curent de 20/30 A. Adică la contactele închise curentul este de 20 A, la contactele deschise - 30 A.

De asemenea, la releul meu rezistența bobinei este de aproximativ 95 ohmi.

Curentul necesar pentru bobină este mult mai mare decât ceea ce poate oferi Arduino, dar devine destul de suficient după utilizarea tranzistorului TIP122, care produce 5 A.

Diagrama și descrierea conectării Arduino, TIP122 și relee

În schema de circuit de mai jos, ieșirea D0 mare este conectată la baza TIP122 și acest lucru permite curentului să circule către pinul 86 de pe releu. Datorită acestui lucru, releul este furnizat cu energie și contactele 30 și 87 sunt închise în el. După aceasta, puteți alimenta oricare dintre dispozitivele dvs. externe.

Explicații de utilizare și program pentru Arduino, TIP122 și releu automat

În acest exemplu, vom construi un mic circuit care utilizează un Arduino pentru a controla un releu automat. După încărcarea schiței pe microcontroler, releul se va porni timp de două secunde și se va opri timp de două secunde. Acest lucru va continua până când eliminați alimentarea de pe placa Arduino.

Schema de conectare corespunde cu cea de care am discutat mai sus. Mai jos este o versiune mai vizuală a acesteia.

Copiați și lipiți schița în Arduino IDE și încărcați-o în Arduino.

Înainte de a descărca programul, deconectați sursa externă de alimentare.

// Test: TIP122 și Arduino

int nRelayDrive = 0; // pinul 0 este pentru controlul releului

pinMode(nRelayDrive, OUTPUT); // declar releul ca ieșire

digitalWrite(nRelayDrive, LOW); // pornește releul

digitalWrite(nRelayDrive, HIGH); // opriți releul

Examinare

Deconectați cablul USB de la computerul personal și conectați o sursă de alimentare externă la Arduino și la releu. Acordați timp microcontrolerului să repornească. Dacă totul a fost făcut corect, ar trebui să auziți un clic caracteristic al releului, care va închide și deschide contactul la fiecare două secunde.

P.S. În acest proiect, a fost folosită o baterie de mașină de 12 volți ca sursă de alimentare, dar puteți folosi alta.

Lasă-ți comentariile, întrebările și împărtășește-ți experiențele personale mai jos. Noi idei și proiecte se nasc adesea în discuții!

Articolul a fost revizuit, fișierele Eagle sunt disponibile pentru descărcare și au fost adăugate 3 opțiuni de modul releu.

Proiectul dvs. necesită aprinderea/stingerea luminilor sau orice altceva care, din cauza tensiunii și curentului consumat, nu poate fi conectat direct la porturile Arduino? Modulul releu va face față perfect acestei sarcini!

Puțină teorie

Un releu electromagnetic este un dispozitiv care realizează și deschide contacte electrice mecanice (puncte verzi) atunci când curent electric este aplicat înfășurării releului (bornele înfășurării sunt marcate cu puncte roșii).

Releele variază în ceea ce privește cantitatea de curent și tensiune comutată, în numărul de perechi de contacte de comutare și în tensiunea de alimentare a bobinei releului. Pentru un exemplu clar, să ne uităm la releele albastre SONGLE SRD-05VDC, familiare ochiului Arduinistului. Acestea vă permit să comutați până la 10A 30V DC și 10A 250V AC, atunci când înfășurarea releului este furnizată doar de 5 volți.

Modul releu cu tranzistor în modul cheie

In arhiva" Modul releu DIP"

S-ar părea că, deoarece releul pornește de la cinci volți, atunci puteți conecta pur și simplu releul la o ieșire digitală ca un LED. Dar nu este atât de simplu. Faptul este că releul consumă aproximativ 70mA, în timp ce portul controlerului este capabil să livreze doar 20mA. Un tranzistor bipolar + un cablaj mic ne vor ajuta să facem față acestei probleme. Tranzistorul este o componentă radio cu trei picioare: bază, colector și emițător. În acest caz vom folosi tipul NPN. Când nu există semnal la baza tranzistorului, acesta este închis; când apare tensiunea, tranzistorul se deschide și curentul curge liber prin joncțiunea colector-emițător. Ne-am hotărât asupra tranzistorului, să trecem la cablare.

Pentru o funcționare corectă, sunt necesare două rezistențe R1 și R2. R1 limitează curentul și este instalat pentru a proteja portul controlerului. Pentru a evita falsele pozitive, baza tranzistorului trebuie trasă la masă de rezistența R2. Bobina releului este în esență o inductanță; dacă curentul este întrerupt brusc, are loc o supratensiune pe ea, care poate deteriora ulterior tranzistorul. După aceasta, ar trebui să închideți bobina pentru sine instalând dioda D1 opus tensiunii.

Modul releu cu optocupler

In arhiva" Modul releu DIP (optocupler)" Și " Modul releu SMD (optocupler)"

O opțiune mai sofisticată este un modul releu și un optocupler. Optocuplerul vă permite să separați circuitul de alimentare al înfășurării releului și circuitul de semnal al Arduino.

Modulele folosesc optocuple PC817 (EL817) utilizate pe scară largă, așa că nu ar trebui să existe probleme cu achiziția. Un optocupler este o componentă radio în interiorul căreia se află o fotodiodă și un fototranzistor, adică semnalul este transmis prin lumină.Optocuplerul are 4 pini, al căror scop poate fi văzut în imaginea de mai jos.

Când utilizați un optocupler, circuitul nu va deveni mult mai complicat. Va fi adăugat numai rezistența de limitare a curentului R1 pentru fotodiodă. Deoarece două surse de alimentare nu sunt întotdeauna la îndemână, s-a decis să se lase posibilitatea de a opera dintr-o singură sursă pe module prin închiderea jumperului (mai multe despre asta mai jos).

Conectarea unui releu modul cu optocupler

1. Alimentare din diverse surse

Sursa de alimentare a înfășurării releului este conectată la contactele „RV” și „RG”, iar puterea de control este conectată la bornele „S” și „G”.

2. Alimentare cu o singură sursă

Închizând săritura, am unit pământurile. Acum modulul poate fi alimentat de la o singură sursă.

Arhiva conține șabloane pentru fișiere LUT, Eagle și liste de piese.

Deschide imaginea => Imprimare => Pagina completă

Pentru a facilita lipirea componentelor SMD pe partea din spate a plăcii, unde nu există marcaje, voi oferi o imagine.

Releul Arduno vă permite să conectați dispozitive care funcționează în moduri cu curenți sau tensiuni relativ mari. Nu putem conecta direct pompe puternice, motoare sau chiar un bec incandescent obișnuit la placa Arduino - placa nu este proiectată pentru o astfel de sarcină și nu va funcționa. De aceea va trebui să adăugăm un releu la circuit, pe care îl puteți găsi în orice proiect. În acest articol vom vorbi despre ce sunt releele, cum sunt și cum le puteți conecta la proiectul dvs. Arduino.

Un releu este o poartă care vă permite să conectați împreună circuite electrice cu parametri complet diferiți. O ecluză tipică de râu conectează canalele de apă situate la diferite înălțimi prin deschiderea sau închiderea porților. Un releu din Arduino pornește sau oprește dispozitivele externe, într-un anumit fel închizând sau deschizând o rețea electrică separată la care sunt conectate. Cu ajutorul Arduino și releelor, controlăm procesul de aprindere sau oprire în același mod în care aprindem sau stingem luminile acasă - prin trimiterea unei comenzi de închidere sau deschidere. Arduino dă un semnal, iar chiar închiderea sau deschiderea circuitului „puternic” se va face de către releu prin mecanisme interne speciale. Un releu poate fi gândit ca o telecomandă, cu ajutorul căreia efectuăm acțiunile necesare folosind semnale relativ „slabe”.

Releul este caracterizat de următorii parametri:

• Tensiune sau curent de declanșare.
• Eliberați tensiune sau curent.
• Timpi de acționare și eliberare.
• Curent și tensiune de funcționare.
• Rezistență internă.

În funcție de tipul acestor mecanisme interne de declanșare și de caracteristicile dispozitivului, se pot distinge două grupe principale de relee: relee electromecanice (comutate de un electromagnet) și relee semiconductoare (comutate prin componente speciale semiconductoare).

Relee electromagnetice și cu stare solidă

Releu electromagnetic

Un releu electromagnetic este un dispozitiv electric care închide sau deschide mecanic un circuit de sarcină folosind un magnet. constă dintr-un electromagnet, o armătură mobilă și un comutator. Un electromagnet este un fir care este înfășurat pe o bobină feromagnetică. O placă de material magnetic acționează ca o ancoră. Unele modele de dispozitive pot avea încorporate componente electronice suplimentare: un rezistor pentru o funcționare mai precisă a releului, un condensator pentru a reduce interferența, o diodă pentru a elimina supratensiunile.

Releul funcționează datorită forței electromagnetice generate în miezuri atunci când curentul este furnizat prin spirele bobinei. În starea inițială, arcul ține ancora. Când se aplică un semnal de control, magnetul începe să atragă armătura și să închidă sau să deschidă circuitul. Când tensiunea este oprită, armătura revine la poziția inițială. Sursele de tensiune de control pot fi senzori (presiune, temperatură etc.), microcircuite electrice și alte dispozitive care furnizează curent scăzut sau tensiune scăzută.

Releele electromagnetice sunt utilizate în circuitele de automatizare, la controlul diferitelor instalații tehnologice, acționări electrice și alte dispozitive. Releul este conceput pentru a regla tensiunile și curenții, poate fi folosit ca dispozitiv de stocare sau de conversie și poate, de asemenea, înregistra abaterile parametrilor de la valorile normale.

Clasificarea releelor ​​electromagnetice:

• Curentul de control poate fi constant sau alternativ. În primul caz, dispozitivul poate fi neutru sau polarizat. Pentru curent alternativ, armătura este realizată din oțel electric pentru a reduce pierderile.
• Ancoră sau releu de trestie. Pentru un tip de ancoră, procesul de închidere și deschidere are loc prin deplasarea armăturii; pentru un comutator cu lame, absența unui miez este tipică; câmpul magnetic acționează asupra electrodului cu contacte.
• Performanță – până la 50 ms, până la 150 ms și de la 1 s.
• Înveliș de protecție – sigilat, acoperit și deschis.

În comparație cu dispozitivele semiconductoare, un releu electromagnetic are avantaje - este ieftin, comută o sarcină mare cu o dimensiune mică a dispozitivului și produce puțină căldură pe bobină. Dezavantajele includ răspuns lent, zgomot și dificultăți de comutare a sarcinilor inductive.

Relee cu stare solidă

Releele cu stare solidă sunt considerate o alternativă bună la cele electromagnetice; sunt un dispozitiv semiconductor modular care este produs folosind tehnologia hibridă. Releele conțin tranzistori, triac sau tiristoare. În comparație cu dispozitivele electromagnetice, releele cu stare solidă au o serie de avantaje:

• Durată lungă de viață.
• Performanţă.
• Dimensiuni mici.
• Nu există zgomote străine, interferențe acustice sau discuții de contact.
• Consum redus de energie.
• Izolație de înaltă calitate.
• Rezistent la vibrații și șocuri.
• Nu există descărcări de arc, ceea ce vă permite să lucrați în zone explozive.

Ele funcționează după următorul principiu: un semnal de control este furnizat LED-ului, are loc izolarea galvanică a circuitelor de comandă și comutate, apoi semnalul trece la matricea fotodiodei. Tensiunea este reglată de un întrerupător de alimentare.

Releele cu stare solidă au, de asemenea, câteva dezavantaje. În primul rând, în timpul comutării, dispozitivul se încălzește. O creștere a temperaturii dispozitivului duce la o limitare a curentului reglat - la temperaturi care depășesc 60 de grade, valoarea curentului scade, temperatura maximă de funcționare este de 80 de grade.

Releele cu stare solidă sunt clasificate după următoarele criterii:

• Tip de sarcină – monofazat și trifazat.
• Metoda de control - comutarea are loc din cauza tensiunii continue, alternativei sau controlului manual.
• Metoda de comutare: control de trecere la zero (utilizat pentru sarcini slab inductive, capacitive și rezistive), comutare aleatorie (sarcini inductive și rezistive care necesită acționare instantanee) și control de fază (variația tensiunii de ieșire, reglarea puterii, controlul lămpii incandescente).

Relee în proiectele Arduino

Cel mai comun releu pentru placa Arduino este realizat sub forma unui modul, de exemplu, SONGLE SRD-05VDC. Aparatul este controlat de o tensiune de 5 V, poate comuta până la 10 A 30 V DC și 10 A 250 V AC.

Diagrama este prezentată în figură. Releul este format din două circuite neconectate - circuitul de control A1 și A2 și circuitul controlat 1, 2 și 3.

Între A1 și A2 există un miez metalic. Dacă treceți un curent electric prin el, armătura (2) va fi atrasă de el. 1, 3 – contacte fixe. În absența curentului, armătura va fi aproape de pinul 3.

Conectarea unui releu la Arduino

Luați în considerare un modul releu cu un singur canal. Are doar 3 contacte, acestea sunt conectate la Arduino Uno astfel: GND – GND, VCC – +5V, In – 3. Intrarea releului este inversată, deci un nivel ridicat pe In oprește bobina, iar un nivel scăzut îl pornește.

LED-urile sunt necesare pentru indicare - când LED-ul roșu 1 se aprinde, releu este furnizat tensiune, când LED-ul verde 2 se aprinde, are loc un scurtcircuit. Când microcontrolerul pornește, tranzistorul este oprit. Pentru a-l deschide este nevoie de un minus pe bază, furnizat folosind funcția digitalWrite(pin, LOW);. Tranzistorul se deschide, curentul trece prin circuit și releul funcționează. Pentru a o dezactiva, se aplică un plus pe bază folosind digitalWrite(pin, HIGH);.