Kørsel af et relæ med en Arduino: 9 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hej alle sammen, velkommen tilbage til min kanal. Dette er min 4. tutorial om hvordan man kører et RELÆ (ikke et relæmodul) med en Arduino.

Der er hundredvis af vejledninger til rådighed om, hvordan man bruger et "relæmodul", men jeg kunne ikke finde et godt, der viser, hvordan man bruger et relæ og ikke et relæmodul. Så her skal vi diskutere, hvordan et relæ fungerer, og hvordan vi kan tilslutte det til en Arduino.

Bemærk: Hvis du udfører arbejde med "netstrøm", f.eks. 120v eller 240v vekselstrømskabler, skal du altid bruge korrekt udstyr og sikkerhedsudstyr og afgøre, om du har tilstrækkelig dygtighed og erfaring, eller kontakt en autoriseret elektriker. Disse projekter er ikke beregnet til brug af børn.

Trin 1: Grundlæggende

Et relæ er en stor mekanisk kontakt, som tændes eller slukkes ved at aktivere en spole.

Afhængigt af driftsprincippet og strukturelle funktioner er relæer af forskellige typer, såsom:

1. Elektromagnetiske relæer

2. Solid State relæer

3. Termiske relæer

4. Effektvarierede relæer

5. Rørrelæer

6. Hybride relæer

7. Multidimensionale relæer og så videre med varierede vurderinger, størrelser og applikationer.

I denne vejledning vil vi dog kun diskutere om elektromagnetiske relæer.

Guide til forskellige typer relæer:

1.

2.

Trin 2: Mit relæ (SRD-05VDC-SL-C)

Relæet jeg ser på er en SRD-05VDC-SL-C. Det er et meget populært relæ blandt Arduino og DIY elektronik hobbyfolk.

Dette relæ har 5 ben. 2 til spolen. Den midterste er COM (fælles), og resten af de to kaldes NO (Normally Open) og NC (Normally Close). Når strøm strømmer gennem relæets spole, skabes et magnetfelt, der får en jernholdig anker til at bevæge sig, enten ved at oprette eller bryde en elektrisk forbindelse. Når elektromagneten får strøm, er NO den, der er tændt, og NC er den, der er slukket. Når spolen er afbrudt, forsvinder den elektromagnetiske kraft, og ankeret bevæger sig tilbage til den oprindelige position og tænder NC-kontakten. Lukning og frigivelse af kontakterne resulterer i, at kredsløbene tændes og slukkes.

Nu, hvis vi ser på toppen af relæet, er det første, vi ser, SONGLE, det er producentens navn. Derefter ser vi "Strøm og spændingsvurdering": det er den maksimale strøm og/eller spænding, der kan passeres gennem kontakten. Den starter fra 10A@250VAC og går ned til 10A@28VDC Endelig siger den nederste bit: SRD-05VDC-SL-C SRD: er modellen for relæ. 05VDC: Også kendt som "Nominal Coil Voltage" eller "Relay Activation Voltage", det er den spænding, der er nødvendig for spolen for at aktivere relæet.

S: Står for "forseglet type" struktur

L: er "Coil Sensitivity", som er 0,36W

C: fortæller os om kontaktformularen

Jeg har vedhæftet relæets datablad for mere information.

Trin 3: Få hænder på et relæ

Lad os starte med at bestemme relæspolestifterne.

Du kan gøre det enten ved at tilslutte et multimeter til modstandsmålingstilstand med en skala på 1000 ohm (da spolemodstanden normalt ligger mellem 50 ohm og 1000 ohm) eller ved at bruge et batteri. Dette relæ har 'ingen' polaritet markeret på det, da den interne undertrykkende diode ikke er til stede i det. Derfor kan den positive udgang fra jævnstrømforsyningen sluttes til en hvilken som helst af spolestifterne, mens negativ udgang fra jævnstrømforsyningen tilsluttes den anden stift på spolen eller omvendt. Hvis vi slutter vores batteri til de rigtige stifter, kan du faktisk høre * klik * lyden, når kontakten tændes.

Hvis du nogensinde bliver forvirret ved at finde ud af, hvilken der er NEJ, og hvilken en er NC -pin, skal du følge nedenstående trin for nemt at afgøre, at:

- Indstil multimeteret til modstandsmålingstilstand.

- Drej relæet på hovedet for at se stifter placeret i dens nederste del.

- Tilslut nu en på multimeterets sonde til stiften mellem spolerne (Common Pin)

- Tilslut derefter den anden sonde en efter en til de resterende 2 ben.

Kun en af stifterne fuldender kredsløbet og viser aktivitet på multimeteret.

Trin 4: Arduino og et relæ

* Spørgsmålet er "Hvorfor bruge et relæ med en Arduino?"

En mikrocontrollers GPIO (input/output) pins til generelle formål kan ikke håndtere enheder med højere effekt. En LED er let nok, men store strømgenstande som pærer, motorer, pumper eller ventilatorer krævede mere luskede kredsløb. Du kan bruge et 5V-relæ til at skifte 120-240V-strømmen og bruge Arduino til at styre relæet.

* Et relæ tillader grundlæggende en relativt lav spænding let at styre højere effektkredsløb. Et relæ opnår dette ved at bruge 5V udsendt fra en Arduino -pin til at aktivere elektromagneten, som igen lukker en intern, fysisk switch for at tænde eller slukke for et højere effektkredsløb. Omskiftekontakterne på et relæ er fuldstændigt isoleret fra spolen og dermed fra Arduino. Det eneste led er ved magnetfeltet. Denne proces kaldes "elektrisk isolering".

* Nu opstår et spørgsmål: Hvorfor har vi brug for den ekstra bit kredsløb for at drive relæet? Relæets spole har brug for en stor strøm (omkring 150mA) for at drive relæet, som en Arduino ikke kan levere. Derfor har vi brug for en enhed til at forstærke strømmen. I dette projekt driver NPN -transistoren 2N2222 relæet, når NPN -krydset bliver mættet.

Trin 5: Krav til hardware

Til denne vejledning har vi brug for:

1 x brødbræt

1 x Arduino Nano/UNO (Uanset hvad der er praktisk)

1 x relæ

1 x 1K modstand

1 x 1N4007 højspænding, højstrømsklassificeret diode for at beskytte mikrokontrolleren mod spændingsspidser

1 x 2N2222 NPN -transistor til generelle formål

1 x LED og en 220 ohm strømbegrænsende modstand for at teste forbindelsen

Få tilslutningskabler

Et USB -kabel til overførsel af koden til Arduino

og generelt loddeudstyr

Trin 6: Montering

* Lad os starte med at forbinde VIN- og GND -benene på Arduino til +ve og -ve -skinnerne på brødbrættet.

* Tilslut derefter en af spolerne til +ve 5v skinnen på brødbrættet.

* Dernæst skal vi tilslutte en diode hen over den elektromagnetiske spole. Dioden på tværs af elektromagneten leder i omvendt retning, når transistoren slukkes for at beskytte mod en spændingspike eller tilbagestrøm af strøm.

* Tilslut derefter NPN -transistorens kollektor til spolens 2. pin.

* Emitteren tilsluttes til -ve -skinnen på brødbrættet.

* Endelig, ved hjælp af en 1k modstand forbinder transistorens base med D2 -stiften på Arduino.

* Det er det, vores kredsløb er fuldført, nu kan vi uploade koden til Arduino for at tænde eller slukke relæet. Grundlæggende, når +5v strømmer gennem 1K -modstanden til transistorens base, flyder en strøm på omkring.0005 ampere (500 mikroampere) og tænder transistoren. En strøm på omkring.07 ampere begynder at strømme gennem krydset og tænde elektromagneten. Elektromagneten trækker derefter kontaktkontakten og flytter den for at forbinde COM -terminalen med NO -terminalen.

* Når NO -terminalen er tilsluttet, kan en lampe eller anden belastning tændes. I dette eksempel tænder og slukker jeg bare en LED.

Trin 7: Koden

Koden er meget enkel. Bare start med at definere den digitale pin nummer 2 på Arduino som relæ pin.

Definer derefter pinMode som OUTPUT i opsætningsdelen af koden. Endelig vil vi i sløjfeafsnittet tænde og slukke relæet efter hver 500 CPU -cyklusser ved at indstille relæstiften til henholdsvis HIGH og LOW.

Trin 8: Konklusion

* Husk: Det er meget vigtigt at placere en diode hen over relæets spole, fordi der genereres en spændingsstigning (induktivt tilbageslag fra spolen) (elektromagnetisk interferens), når strømmen fjernes fra spolen på grund af sammenbruddet af magneten Mark. Denne spændingspike kan beskadige de følsomme elektroniske komponenter, der styrer kredsløbet.

* Vigtigst: Samme som kondensatorer undervurderer vi altid relæet for at reducere risikoen for relæfejl. Lad os sige, at du skal arbejde ved 10A@120VAC, ikke bruge et relæ, der er klassificeret til 10A@120VAC, i stedet bruge et større, f.eks. 30A@120VAC. Husk, strøm = strøm * spænding, så et 30A@220V relæ kan klare op til en 6.000W enhed.

* Hvis du bare udskifter LED'en med en hvilken som helst anden elektrisk enhed som ventilator, pære, køleskab osv., Bør du kunne gøre dette apparat til en smart enhed med en Arduino -styret stikkontakt.

* Relæ kan også bruges til at tænde eller slukke to kredsløb. Den ene, når elektromagneten er tændt, og den anden, når elektromagneten er slukket.

* Et relæ hjælper med elektrisk isolering. Omskiftekontakterne på et relæ er fuldstændigt isoleret fra spolen og dermed fra Arduino. Det eneste led er ved magnetfeltet.

Bemærk: Kortslutninger på Arduino -ben, eller forsøg på at køre enheder med høj strøm fra det, kan beskadige eller ødelægge output -transistorer i stiften eller beskadige hele AtMega -chippen. Ofte vil dette resultere i en "død" pin på mikrokontrolleren, men den resterende chip vil stadig fungere tilstrækkeligt. Af denne grund er det en god idé at forbinde OUTPUT -stifter til andre enheder med 470Ω eller 1k modstande, medmindre der kræves maksimal strømtræk fra stifterne til en bestemt applikation

Trin 9: Tak

Tak igen for at se denne video! Jeg håber, det hjælper dig. Hvis du vil støtte mig, kan du abonnere på min kanal og se mine andre videoer. Tak, ca igen i min næste video.